CN102057147B - 用于诊断内燃机进气道的方法和装置 - Google Patents

Abstract

内燃机包括带有压缩器的进气道。检查是否满足至少一个预先给定的激活条件。检测或求得压缩器下游的增压压力（PUT）。根据内燃机的转速（N）和增压压力（PUT）对适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）进行适配调整，如果所述至少一个激活条件得到满足。求得一斜率，该斜率表示适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）的斜率。根据所求得的斜率识别出内燃机进气道的故障。

Description

用于诊断内燃机进气道的方法和装置

本发明涉及用于诊断内燃机进气道的方法和装置。内燃机包括压缩器。压缩器特别是废气涡轮增压器的一部分。

内燃机部件的故障会使得内燃机的运行特性不同于无故障的内燃机。这会恶化内燃机的废气排放，和/或使得内燃机组件在其专用运行范围之外运行。后者情况还会导致相关组件损坏。因此规定或者希望能识别出故障，以便能够尽快排除故障。

本发明的目的是，提出用于诊断内燃机进气道的方法和装置，该方法或该装置能简单而可靠地识别出进气道上的故障。

该目的通过独立权利要求的特征得以实现。本发明的有利改进在从属权利要求中说明。

本发明的特征在于用于诊断内燃机进气道的方法和装置。该内燃机包括压缩器。检查是否满足至少一个预先给定的激活条件。检测或求得压缩器下游的增压压力。根据内燃机转速和增压压力对适配特性曲线或适配特性曲线族进行适配调整，如果所述至少一个激活条件得到满足。求得一斜率，其表示适配特性曲线或适配特性曲线族的斜率。根据所求得的斜率识别出内燃机进气道的故障。

本发明基于如下构思：在有故障情况下，由于增压压力与内燃机转速具有特定的关系，内燃机进气道故障体现在适配特性曲线或适配特性曲线族中，特别是体现在适配特性曲线或适配特性曲线族的斜率中。作为进气道的故障，特别是可以根据所求得的斜率简单而可靠地识别出压缩器下游有泄漏或者空气过滤器受污染，且能将它们彼此区分开。

根据一种有利的设计，至少一个激活条件包括：针对预先给定的内燃机运行状态测得或求得增压压力，在内燃机无故障情况下，所测得的或求得的增压压力等于基本增压压力。特别是在预先给定的运行状态下，给定增压压力等于基本增压压力。特别是可以在内燃机转速不同情况下处于预先给定的运行状态。在适配特性曲线或适配特性曲线族中，特别是根据转速来适配调整进而求得基本增压压力的变化，这种变化例如可能由于磨损和老化而引起。在产生预先给定的运行状态情况下，很大程度上消除了会影响增压压力的干扰因素。有利的是，增压压力于是基本上仅与内燃机转速和环境压力相关。增压压力由此能特别可靠且精确地求得，相应地，能特别可靠且精确地适配调整即求得基本增压压力。由此能简单而可靠地识别出进气道的故障。

在预先给定的运行状态下，在内燃机无故障运行情况下，测得的或求得的增压压力等于基本增压压力，相关地有利的是，预先给定的运行状态包括：节气阀经过控制，使得节气阀具有至少一个预先给定的最大开度，且废气涡轮增压器的涡轮机旁通阀经过控制，使得废气涡轮增压器的功率等于预先给定的最小功率。在预先给定的运行状态下，节气阀特别是尽可能完全去节流，且废气涡轮增压器的功率特别是尽可能具有最小值。节气阀的预先给定的最大开度特别是根据内燃机的相应运行状态来预先给定，特别是根据流经节气阀的空气质量流和/或内燃机转速来预先给定。节气阀的预先给定的最大开度特别是按照如下方式预先给定：使得节气阀上的压降最小，也就是说，节气阀上的压降不会再通过有时可能对节气阀的进一步打开而明显减小。例如节气阀的开度必要时在流经它的空气质量流较小情况下必须比空气质量流较大情况下小。相应地控制涡轮机旁通阀，使得废气涡轮增压器特别是压缩器的功率不会再改变，或者至少不会再明显改变。为此例如按照如下方式控制涡轮机旁通阀：使得废气完全地或者几乎完全地越过废气涡轮增压器的涡轮机，从而涡轮机不会被废气驱动，或者仅在可忽略不计的程度上被驱动。通过这种节气阀位置和涡轮机旁通阀位置，它们作为对增压压力有影响的影响产量在很大程度上被消除。由此能简单而精确地识别出进气道上的故障。

根据另一种有利的设计，至少一个激活条件包括：预先给定的运行状态存在预先给定的最短时间。这样就能非常简单地确保测得的或求得的增压压力等于基本增压压力，也就是说，因增压压力的动态改变引起的错误由此得到消除。因而能简单且精确地适配调整进而求得基本增压压力。

根据一种有利的设计，在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数之前，在内燃机第一次投入运行之后，代替所述适配特性曲线或适配特性曲线族，而对另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族进行适配调整，如果所述至少一个激活条件得到满足。在达到预先给定的运行小时数或适配调整步骤数之后，根据所述另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族对所述适配特性曲线或适配特性曲线族进行适配调整。内燃机的个别特性可以针对于基本增压压力，例如基于废气涡轮增压器的涡轮机效率杂散、废气涡轮增压器的涡轮机执行器杂散，例如针对于作用到废气涡轮增压器的涡轮机旁通阀上的用于调节废气涡轮增压器功率的弹簧的硬度和/或预应力，或者内燃机的充气量和压入压力关系曲线的杂散，分别单独地求得，并与以后的例如因磨损或老化引起的改变区分开。适配特性曲线或适配特性曲线族因而优选基本上仅表示在达到预先给定的运行小时数或适配调整步骤数之后产生的基本增压压力变化，因而基本上不受内燃机的个别特性影响。这样就能特别简单、精确且可靠地识别出错误。优选将每次满足至少一个激活条件都算作一个适配调整步骤，此时针对存在的内燃机转速规定对基本增压压力进行适配调整。但也可以规定对适配调整步骤做出其它设计。

根据一种有利的设计，对适配特性曲线或适配特性曲线族进行适配调整，或者必要时对另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族进行适配调整，如果针对转速测得的或求得的增压压力比对应于该转速的经适配调整的基本增压压力值大预先给定的上适配调整阈值，或者比对应于该转速的经适配调整的基本增压压力值小预先给定的下适配调整阈值。经适配调整的基本增压压力值取决于适配特性曲线或适配特性曲线族，且必要时取决于另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族。其优点是，这样就能实现较高的可靠性。仅对至关重要的基本增压压力变化进行适配调整。

根据另一种有利的设计，适配特性曲线或适配特性曲线族根据环境压力来适配调整，如果至少一个激活条件得到满足。这可以实现特别高精度地适配调整，进而实现特别可靠地识别出进气道的故障。

根据另一种有利的设计，将斜率作为回归线的斜率来求得。回归线根据存储在关于转速的适配特性曲线或适配特性曲线族中的基本增压压力-适配调整压力值来求得。其优点是，这样简单且可靠。

根据另一种有利的设计，将压缩器下游的泄漏识别为进气道的故障，如果斜率大于预先给定的正的斜率阈值。在适配特性曲线或适配特性曲线族中的基本增压压力-适配调整压力值特别是同时具有负的符号。由此能非常简单且可靠地识别出压缩器下游的泄漏。

根据另一种有利的设计，将空气过滤器受污染识别为进气道的故障，如果斜率小于预先给定的负的斜率阈值。在适配特性曲线或适配特性曲线族中的基本增压压力-适配调整压力值特别是同时具有负的符号。由此能非常简单且可靠地识别出空气过滤器受污染。

下面借助示意性的附图介绍本发明的实施例。图中示出：

图1示出具有进气道的内燃机；

图2为方框图；

图3为基本增压压力-适配压力值关于内燃机转速的示范性曲线图；

图4A为用于诊断内燃机进气道的程序的第一部分流程图；和

图4B为用于诊断内燃机进气道的程序的第二部分流程图。

结构相同或功能相同的部件在图中统一标有相同的附图标记。

内燃机包括进气道1、发动机缸体2、气缸盖3和排气道4（图1）。内燃机优选被设计用于汽车，且优选设置在汽车中。进气道1包括节气阀5和进气管7，进气管朝向第一气缸Z1的燃烧室9经由输入管道伸入到发动机缸体2中。发动机缸体2还包括曲轴8，该曲轴通过连杆10与第一气缸Z1的活塞11耦联。在排气道4中优选设置有废气催化器29，废气催化器例如是三元催化器。除了第一气缸Z1外，还可以设置有一个或多个其它的气缸，例如第二气缸Z2、第三气缸Z3和第四气缸Z4。此外可以设置任意数量的气缸。

气缸盖3包括带有换气阀的阀动装置和配属于这些换气阀的阀门传动机构14、15，这些换气阀是气体输入阀12和气体排出阀13。气缸盖3还包括喷射阀22和火花塞23。如果内燃机是柴油内燃机，则内燃机也可以没有火花塞。喷射阀22替代地也可以设置在进气管7中。

设置有控制装置25，其配设有传感器，这些传感器检测不同的测量参数，并分别求得测量参数的值。运行参数包括测量参数和由测量参数导出的参数。控制装置25根据至少一个测量参数求得调节参数，调节参数然后被转换为一个或多个调节信号，用于利用相应的调节驱动机构来控制调节件。控制装置25也可以称为用于使得内燃机运行的装置和/或用于诊断内燃机的进气道1的装置。根据调节信号可以预先给定内燃机的运行状态。

传感器是：踏板位置传感器26，其检测加速踏板27的加速踏板位置；空气质量传感器，其检测在节气阀5上游的空气质量流；节气阀位置传感器30，其检测节气阀5的开度；增压压力传感器31，其检测在节气阀5上游且在压缩器42下游的增压压力PUT；温度传感器32，其检测吸入空气温度；曲轴传感器36，其检测曲轴角度，于是该曲轴角度对应于内燃机的转速N。还可以设置有λ试探器43，其测量信号表示内燃机废气的空气/燃料-比。

视本发明的实施方式而定，可以有所述传感器的任一子集，或者也可以有附加的传感器。

调节件例如是用于调节节气阀5的节气阀调节件33、气体输入和气体输出阀12、13、喷射阀22、火花塞23、用于调节压缩器旁通阀（überbrückungsventil）44的调节件和/或用于调节涡轮机旁通阀50的调节件。

压缩器42在节气阀5的上游且在空气过滤器38的下游设置在进气道1中。根据对用于调节压缩器旁通阀44的调节件的预先给定的控制，使得新鲜空气在流经压缩器42之后经由压缩器旁通管路40绕过压缩器42导回，从而被引导穿过压缩器42的新鲜空气不会在压缩器42之后的空间（Volume）中压缩。

废气涡轮增压器包括压缩器42和涡轮机48，该涡轮机为了驱动压缩器42而与压缩器42耦联，且设置在排气道4中，使得该涡轮机能被来自燃烧室9中的燃烧过程的废气驱动。废气可以经由涡轮机旁通管路46被引导越过涡轮机48，从而经由涡轮机旁通管路46被引导的废气不会驱动涡轮机48。根据对阀调节件的预先给定的控制使得废气被引导越过涡轮机48。

涡轮机旁通阀50也可以称为废气门。涡轮机旁通阀50与用于调节涡轮机旁通阀50的阀调节件耦联。阀调节件优选包括测压计、测压计阀和测压计传递机构（Druckdosenübersetzung）。测压计包括环境压力空间和输入压力空间。环境压力空间和输入压力空间通过膜片彼此隔开。膜片优选与测压计弹簧耦联并与测压计传递机构耦联。根据测压计阀的开关位置，可以给输入压力空间施加以压缩器42的增压压力PUT，或者施加以内燃机环境空气的环境压力AMP。此外给测压计的环境压力空间施加以环境压力AMP。

根据内燃机的运行点，可以由内燃机的废气将第一打开的力施加到涡轮机旁通阀50上。“打开”的相关含义为，力沿着涡轮机旁通阀50的打开方向施加到涡轮机旁通阀50上。

测压计弹簧经过优选的设置，使得它利用其弹性力将输入压力空间保持得尽可能小，且它通过测压计传递机构沿着涡轮机旁通阀50的关闭方向给涡轮机旁通阀50施加以关闭的第二力。

如果测压计阀处于其初始位置，则在输入压力空间和环境压力空间中产生环境压力AMP，在该初始位置，给输入压力空间施加以环境压力AMP，该初始位置表示阀调节件的初始位置。因而由于测压计中的压力而没有力施加到膜片上。

如果测压计阀处于预先给定的开关位置，则给输入压力空间施加以增压压力PUT，在该开关位置，给输入压力空间施加以增压压力PUT，该开关位置表示对阀调节件的预先给定的控制。由于在内燃机的无故障运行中，增压压力PUT大于环境压力AMP，所以在测压计中在环境压力AMP与增压压力PUT之间形成压力差。该压力差引起作用到膜片上的打开的第三力，致使输入压力空间增大，测压计弹簧压缩，且测压计传递机构被施加以力，从而测压计传递机构给涡轮机旁通阀施加以沿涡轮机旁通阀50的打开方向作用的打开的第三力。

在初始位置，测压计阀经过调节，使得输入压力空间被施加以环境压力AMP。因而在初始位置仅有打开的第一力和关闭的第二力作用到涡轮机旁通阀50上。由此在构造上要选择的弹簧刚度足够大时，在测压计阀的初始位置，涡轮机旁通阀50关闭。关闭的涡轮机旁通阀50基本上使得全部废气被引导穿过涡轮机48并驱动涡轮机48。涡轮机48驱动压缩器42，该压缩器在压缩器旁通阀44关闭的情况下在压缩器42的下游建立起增压压力PUT。废气涡轮增压器的特别是压缩器42的功率于是对于内燃机的相应运行状态来说，特别是对于内燃机的当前出现的转速N来说，是最大的。如此产生的增压压力PUT例如可以用于提高内燃机的功率和/或效率。

如果测压计阀处于预先给定的开关位置，则一旦作用到涡轮机旁通阀50上的三个力的力平衡有利于打开的第三力而移动，涡轮机旁通阀50就打开，在所述开关位置，给输入压力空间施加以增压压力PUT。换句话说，一旦打开的第三力由于作用到膜片上的压力差而大于测压计弹簧的作用到膜片上的力，其减小量为废气作用到涡轮机旁通阀50上的力，涡轮机旁通阀50就打开。

一旦涡轮机旁通阀50从其关闭位置移动离开，废气就经由涡轮机旁通管路46越过涡轮机48。这使得涡轮机48减速，由此使得压缩器42减速。由此也使得增压压力PUT下降。这使得压力差减小，且经过给输入压力空间施加以增压压力PUT时所在的较短的时间之后，使得涡轮机旁通阀50关闭。这使得压力差重新建立起来。

因而在内燃机无故障运行期间，在作用到涡轮机旁通阀50上的三个力之间产生一种动态的平衡，如果阀调节件特别是测压计阀处于预先给定的开关位置。在涡轮机旁通阀50打开预先给定的开度情况下，也会产生一种动态的平衡。这种动态的平衡的相关含义为，压力差和涡轮机旁通阀50的开度尽管并非一定有相同的大小，然而可以围绕固定的恒定的值略微波动。

由于这种动态平衡，特别是由于测压计弹簧的弹力和废气反压力，压缩器42独立于测压计阀的开关位置基本上建立起增压压力PUT。然而如果涡轮机旁通阀50经过适当控制，使得废气完全地或者几乎完全地经由涡轮机旁通管路46越过涡轮机48，则废气涡轮增压器的特别是压缩器42的功率对于内燃机的相应运行状态来说，特别是对于内燃机的每次产生的转速N来说，是最小的。

在内燃机运行时，对节气阀调节件33进行优选的控制，使得利用节气阀5对吸入的新鲜空气的节流最小，此时，通过燃烧室9吸入的空气的体积流等于流经压缩器42的体积流。流经压缩器42的体积流因而取决于内燃机的转速N。

基本增压压力PUT_WG_OPEN是在去节流运行中，且在对涡轮机旁通阀50的阀调节件进行预先给定的控制时，也就是说，在废气涡轮增压器的功率基本上最小时，压缩器42建立起来的增压压力PUT。基本增压压力PUT_WG_OPEN因而还取决于内燃机的转速N和流经压缩器42的体积流。节气阀5的节气阀位置POS_THR以及涡轮机旁通阀50的涡轮机旁通阀位置POS_WG于是不再明显地影响增压压力PUT，也就是说，增压压力PUT基本上取决于节气阀位置POS_THR和涡轮机旁通阀位置POS_WG，如果节气阀5经过控制，使得它基本上完全去节流（entdrosseln），也就是说，节气阀5上的压力降基本上是最小的，且涡轮机旁通阀50经过控制，使得全部废气基本上被引导越过涡轮机48，废气涡轮增压器的功率因而基本上是最小的。下面将内燃机的这种运行状态也称为预先给定的运行状态。在内燃机无故障运行时，特别是在内燃机的进气道1无故障地运行时，在压缩器42下游产生的增压压力PUT于是等于基本增压压力PUT_WG_OPEN。优选根据环境压力AMP将基本增压压力PUT_WG_OPEN标准化。

为了诊断内燃机，特别是为了诊断内燃机的进气道1，通常使得内燃机传感器的测量值和对内燃机执行器的控制相互对比以检查可信性。如果内燃机组件发生故障，例如传感器故障、节气阀故障或泄漏，则测量值有时会明显不同于针对无故障的参考内燃机在控制装置25中求得的和/或存储的模型值。模型值来自于密封的进气道1，也就是说，除了在构造上规定的与环境连接的连接机构之外，例如空气过滤器38、在相应气缸上的气体输入阀12或者例如通至曲轴箱或燃料罐的连接软管，没有并非所愿的开口，例如不密封的管连接机构、多孔的软管、在内燃机运行的影响下根据压力变化而打开的空隙等。出现这种不密封有时会使得内燃机的模型化特性不同于其实际特性。这会恶化内燃机的废气排放，和/或使得内燃机组件在其专用运行范围之外运行。后者情况还会导致相关组件损坏。

进气道1在压缩器42下游泄漏会导致不能正确地估计废气涡轮增压器的转速即特别是涡轮机48的转速，进而也不能正确地估计压缩器42的转速。如果废气涡轮增压器应在其最大允许的转速范围内运行，则废气涡轮增压器的实际转速可能高于最大允许的转速，致使废气涡轮增压器的寿命缩短，或者使其损毁。此外，在空气过滤器38被污染时也会发生相应的情况。空气过滤器38受污染使得空气过滤器38下游的实际压力降低至针对参考内燃机被模型化的值以下。空气过滤器38上的压力降低取决于流经空气过滤器38的空气质量流。为了在压缩器42的下游达到预先给定的压力即特别是增压压力PUT，废气涡轮增压器的运行速度必须高于无故障的内燃机，即高于干净的空气过滤器38。因此，如果废气涡轮增压器在其最大允许的转速范围内运行，则废气涡轮增压器的实际转速同样可能高于最大允许的转速，致使废气涡轮增压器的寿命缩短，或者使其损毁。

图2为方框图。在控制装置25中设置有适配特性曲线族KF_AD、适配调整装置ADAP和故障识别装置ERR。优选还设有参考特性曲线族KF_REF，此外有时还设有另一适配特性曲线族KF_AD1。适配特性曲线族KF_AD、另一适配特性曲线族KF_AD1和/或参考特性曲线族KF_REF替代地也可以是适配特性曲线、另一适配特性曲线或参考特性曲线。

根据内燃机的转速N，且优选根据环境压力AMP，通过适配特性曲线族KF_AD可求得基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，也就是说，基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD作为内燃机转速N的函数，必要时作为环境压力AMP的函数被存储在适配特性曲线族KF_AD中：PUT_WG_OPEN_AD_ADD=f(N)或者PUT_WG_OPEN_AD_ADD=f(N,AMP)。也可以根据内燃机的转速N，且优选根据环境压力AMP，通过参考特性曲线族KF_REF求得参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF，也就是说，参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF作为内燃机转速N的函数，必要时作为环境压力AMP的函数被存储在参考特性曲线族KF_REF中：PUT_WG_OPEN_REF=f(N)或者PUT_WG_OPEN_REF=f(N,AMP)。相应地，可以根据内燃机的转速N，且优选根据环境压力AMP，通过另一适配特性曲线族KF_AD1求得另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD，也就是说，另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD作为内燃机转速N的函数，必要时作为环境压力AMP的函数被存储在另一适配特性曲线族KF_AD1中：PUT_WG_OPEN_AD1_ADD=f(N)或者PUT_WG_OPEN_AD1_ADD=f(N,AMP)。

在参考特性曲线族KF_REF中优选存储有参考内燃机的参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF，这些参考基本增压压力值例如在发动机试验台上针对相应类型的内燃机求得，且优选作为常数即不变地存储在参考特性曲线族KF_REF中。通过如此预先给定的参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF，可以从内燃机第一次投入运行开始使得内燃机运行。然而，相应类型的内燃机的各个个体的运行参数通常要比参考内燃机杂散。例如，废气涡轮增压器的效率可能是杂散的，或者发动机充气量和压入压力关系曲线（Motorschlucklinie）可能是杂散的，或者涡轮机48的执行器的特性例如测压计弹簧的硬度或测压计弹簧的预应力可能是杂散的（streuen）。相比于参考内燃机的这种偏差会影响基本增压压力PUT_WG_OPEN的大小，致使基本增压压力PUT_WG_OPEN通常也单独杂散，即偏离于参考内燃机的在相应运行状态下产生的基本增压压力PUT_WG_OPEN，也就是说，偏离于相应的参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF。

因此优选规定另一适配特性曲线族KF_AD1用于存储在内燃机的预先给定的运行状态下实际产生的基本增压压力PUT_WG_OPEN相对于存储在参考特性曲线族KF_REF中的分别相应的参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF的相对偏差。这些相对偏差涉及被视为无故障的内燃机相对于无故障的参考内燃机的个别差异。优选在内燃机第一次投入运行之后，特别是此后紧接着，在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数之前，若存在至少一个激活条件，特别是存在预先给定的内燃机运行状态，通过对另一适配特性曲线族KF_AD1的适配调整，来求得这些相对偏差。在内燃机第一次投入运行时，针对在另一适配特性曲线族KF_AD1中设定的每个内燃机转速N，使得另一适配特性曲线族KF_AD1优选以零开始。预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数优选分别按照如下方式预先给定：相对于基本增压压力PUT_WG_OPEN的相对偏差可在内燃机正常运行期间，根据内燃机相对于参考内燃机的个别差异，尽可能完全地，也就是说，尽可能针对在另一适配特性曲线族KF_AD1中设定的每个内燃机转速N来求得。于是，在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数时，针对预先给定的转速N存储的参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF和针对该预先给定的转速N存储的另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD之和优选恰好等于在预先给定的转速N情况下产生的实际基本增压压力PUT_WG_OPEN。在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数时，不再继续适配调整另一适配特性曲线族KF_AD1，此后它恒定不变地与参考特性曲线族KF_REF一致。预先给定的运行小时数例如大致在100小时的数量级内，预先给定的适配调整步骤数例如大致为每个在另一适配特性曲线族KF_AD1设定的转速N有20个适配调整步骤。但预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数也可以按照其它方式规定。优选设置有计数器C，用于对运行小时数或适配调整步骤数进行计数，且用于将其与预先给定的运行小时数或适配调整步骤数比较。

适配特性曲线族KF_AD被设置用于存储在达到预先给定的运行小时数之后或者在达到预先给定的适配调整步骤数之后在预先给定的内燃机运行状态下实际产生的基本增压压力PUT_WG_OPEN相对于分别相应的参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF和分别相应的另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD之和的相对偏差。由此在适配特性曲线族KF_AD中主要存储基本增压压力PUT_WG_OPEN的由于内燃机及其组件老化和磨蚀引起的变化。另外，在适配特性曲线族KF_AD中通过适配调整来求得由于进气道1的故障例如泄漏或空气过滤器38受污染引起的变化。在内燃机第一次投入运行时，针对在适配特性曲线族KF_AD中设定的每个内燃机转速N，使得适配特性曲线族KF_AD优选以零开始。

根据参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF、基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD和另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD来求得经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD，在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数之后，该基本增压压力值优选恰好等于在分别出现的转速N情况下产生的实际基本增压压力PUT_WG_OPEN。经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD优选作为参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF、基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD和另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD之和来求得，并输送给适配调整装置ADAP的输入端。另外将通过增压压力传感器31测得的增压压力PUT输送给适配调整装置ADAP的输入端。增压压力PUT有时也可以根据另一传感器或其它传感器的相应的测量值来求得，例如根据进气管7上的未示出的进气管压力传感器的相应的测量值来求得。如果节气阀5基本上最大程度地去节流，则在节气阀5的下游进气管7中的进气管压力基本上与在节气阀5的上游的增压压力PUT大小相同。

适配调整装置ADAP被设计用于根据增压压力PUT和经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD对适配特性曲线族KF_AD进行适配调整，且用于在输出端提供预先给定的适配调整值AD。对适配特性曲线族KF_AD的适配调整优选在存在预先给定的运行状态情况下，在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数之后进行。相应地，适配调整装置ADAP优选被设计用于在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数之前对另一适配特性曲线族KF_AD1进行适配调整。适配调整装置ADAP例如被设计用于将针对内燃机当前转速N存储在适配特性曲线族KF_AD中的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD或存储在另一适配特性曲线族KF_AD1中的另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD提高预先给定的适配调整值AD，如果测得的或求得的增压压力PUT比经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD大预先给定的适配调整阈值AD_TH。相应地，适配调整装置ADAP例如被设计用于将针对内燃机当前转速N存储在适配特性曲线族KF_AD中的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD或存储在另一适配特性曲线族KF_AD1中的另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD减小预先给定的适配调整值AD，如果测得的或求得的增压压力PUT比经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD小预先给定的适配调整阈值AD_TH。

故障识别装置ERR被设计用于根据存储在适配特性曲线族KF_AD中的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，特别是根据存储在适配特性曲线族KF_AD中的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD的曲线的斜率A，识别进气道1的故障，特别是识别第一故障ERR1和第二故障ERR2。作为替代方案，图3示范性地示出所求得的可能存储在适配特性曲线族KF_AD中的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD的第一曲线C1和第二曲线C2。第一曲线C1具有单调上升的形状，第二曲线C2具有单调下降的形状。优选根据基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD来求得回归线（Regressionsgerade）。作为斜率A，优选求得每一个回归线的斜率。因而就第一曲线C1而言，斜率A表示第一回归线REG_C1的斜率，该斜率也表示第一曲线C1的在这种情况下为正的斜率。相应地，就第二曲线C2而言，斜率A表示第二回归线REG_C2的斜率，该斜率也表示第二曲线C2的在这种情况下为负的斜率。

基本增压压力PUT_WG_OPEN通常大于环境压力AMP。因此当在压缩器42的下游在进气道1中有漏洞时，空气通过漏洞从进气道1流到外界环境中。基本增压压力PUT_WG_OPEN很少随转速N改变。对于所有转速N来说，在漏洞之前产生的压力都基本等于在漏洞之后产生的压力。不考虑在基本增压压力PUT_WG_OPEN下在预先给定的内燃机运行状态下与空气温度的关系，流经漏洞的空气质量流对于所有转速N来说基本上都相同。内燃机气缸中的规定用于内燃机运行的即所希望的空气质量流在基本增压压力PUT_WG_OPEN下在预先给定的运行状态下严格单调地随着内燃机的转速N上升。内燃机气缸中的空气质量流与转速N近似成比例。通过漏洞，基本增压压力PUT_WG_OPEN基本上与流经漏洞的空气质量流相比于内燃机气缸中的空气质量流的比率成比例地相对于无故障的进气道1下降。因此针对较小的转速N，通过适配调整得到量值较大的负的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，而针对较大的转速N，通过适配调整得到量值较小的负的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，由此得到第一曲线C1和相关第一回归线REG_C1的正的斜率A。因此根据正的斜率A可以推断出在压缩器42下游有泄露，且可以将这种泄露例如识别为进气道1的第一故障ERR1。

空气过滤器38受污染会使得空气过滤器38上的压降增大。空气过滤器38上的压降严格单调地随着流经空气过滤器38的空气质量流上升。在基本增压压力PUT_WG_OPEN下在预先给定的运行状态下，流经空气过滤器38的空气质量流严格单调地随着内燃机的转速N增大。由此针对较小的转速N，通过适配调整得到量值较小的负的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，而针对较大的转速N，通过适配调整得到量值较大的负的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，由此得到第二曲线C2和相关第二回归线REG_C2的负的斜率A。因此根据负的斜率A可以推断出空气过滤器38受到了污染，且可以将这种空气过滤器38受污染例如识别为进气道1的第二故障ERR2。

图4A和4B为用于诊断内燃机的进气道1的程序的流程图。该流程图特别是分步骤地示出诊断，诊断的原理已对照图2和3做过说明。程序优选存储在控制装置25的存储介质上。程序优选在步骤S1中开始，在该步骤中必要时使得一些变量初始化。

在步骤S2中，例如求得节气阀位置POS_THR和涡轮机旁通阀位置POS_WG，以便检查是否存在用于对基本增压压力PUT_WG_OPEN进行适配调整的至少一个激活条件。节气阀位置POS_THR和涡轮机旁通阀位置POS_WG尤其是相应位置的给定值。所述至少一个激活条件包括：存在预先给定的内燃机运行状态，在该状态下产生基本增压压力PUT_WG_OPEN，也就是说，节气阀5经过控制，使得节气阀5具有至少一个预先给定的最大的开度，亦即基本上尽可能最大程度地去节流，且涡轮机旁通阀50经过控制，使得废气涡轮增压器的功率等于预先给定的最小的功率，因而例如废气被引导基本上完全地越过涡轮机48。优选地规定，所述至少一个激活条件还包括：预先给定的运行状态存在预先给定的最短时间。预先给定的最短时间例如在秒的数量级内，例如约为两秒。但也可以规定其他的预先给定的最短时间。

如果至少一个激活条件在步骤S3中未得到满足，则程序优选在步骤S2中继续。但如果至少一个激活条件得到满足，即存在内燃机的预先给定的运行状态，在这种状态下，在压缩器42的下游产生基本增压压力PUT_WG_OPEN，则在步骤S4中测得或求得内燃机的增压压力PUT和转速N。必要时还测得或求得环境压力AMP。

在步骤S5中，根据转速N且必要时根据环境压力AMP求得经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD。优选该经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD作为参考基本增压压力值PUT_WG_OPEN_REF、基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD有时还有另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD之和被求得。在步骤S6中例如利用适配调整装置ADAP检查测得的或求得的增压压力PUT是否比求得的经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD至少大预先给定的适配调整阈值AD_TH。如果该条件得到满足，则在步骤S7中求得预先给定的适配调整值AD并为了适配调整而预先设定，且在步骤S8中将转速N必要时还将适配特性曲线族KF_AD的对应于环境压力AMP的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD提高即适配调整预先给定的适配调整值AD。相应地，在步骤S6中检查测得的或求得的增压压力PUT是否比求得的经适配调整的基本增压压力值PUT_WG_OPEN_AD至少小预先给定的适配调整阈值AD_TH。如果该条件得到满足，则在步骤S7中求得预先给定的适配调整值AD并为了适配调整而预先设定，且在步骤S8中将转速N必要时还将适配特性曲线族KF_AD的对应于环境压力AMP的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD减小即适配调整预先给定的适配调整值AD。然而如果这些条件在步骤S6中未得到满足，则程序优选在步骤S2中继续。于是不进行适配调整。

在步骤S8之后，但并非一定要在该步骤之后紧接着，优选进行步骤S9。在步骤S9中，根据存储在适配特性曲线族KF_AD中的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD求得斜率A。特别是根据所存储的基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD求得回归线，并将斜率A作为该回归线的斜率而求得。在步骤S10中检查斜率A是否大于预先给定的正的斜率阈值A_TH_P。如果该条件得到满足，则在步骤S11中识别出第一故障ERR1。第一故障ERR1特别是表明在压缩器42的下游进气道1有泄漏。相应地，在步骤S10中检查斜率A是否小于预先给定的负的斜率阈值A_TH_N。如果该条件得到满足，则在步骤S12中识别出第二故障ERR2。第二故障ERR2特别是表明空气过滤器38受污染。在步骤S11之后或者在步骤S12之后，程序在步骤S13中终止。如果所述条件在步骤S10中未得到满足，程序也在步骤S13中终止。优选程序然后在步骤S2中继续。步骤S9至S12特别是通过故障识别装置ERR来进行。第一或第二故障ERR1、ERR2的存在状态优选被记录在控制装置25的故障存储器中，和/或作为故障通报显示给内燃机的使用者。程序相应地被设计用于对另一适配特性曲线族KF_AD1的另一基本增压压力-适配压力值PUT_WG_OPEN_AD1_ADD进行适配调整。

本发明并不局限于所述实施例。作为调节件的替代方案，例如可以设置有用于调节涡轮机旁通阀50的另一调节件。代替在另一适配特性曲线族KF_AD1中，基于内燃机相对于参考内燃机的个别差异的相对偏差例如也可以已经在参考特性曲线族KF_REF中予以考虑，或者在适配特性曲线族KF_AD中求得。于是可以省去另一适配特性曲线族KF_AD1。也可以对内燃机做出不同设计。特别是例如可以在进气道1中设置有增压空气冷却器，例如设置在节气阀5的上游或下游。所述程序还可以在另一程序中实施，和/或被分成子程序。

Claims (11)

1.一种用于诊断内燃机进气道的方法，该内燃机包括压缩器（42），其中：

- 检查是否满足至少一个预先给定的激活条件；

- 检测或求得压缩器（42）下游的增压压力（PUT）；

- 根据内燃机的转速（N）和增压压力（PUT）对适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）进行适配调整，如果所述至少一个激活条件得到满足；

- 求得一斜率（A），该斜率表示适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）的斜率；和

- 根据所求得的斜率（A）识别出内燃机进气道的故障。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个激活条件包括：针对预先给定的内燃机运行状态测得或求得增压压力（PUT），在内燃机无故障情况下，所测得的或求得的增压压力（PUT）等于基本增压压力（PUT_WG_OPEN）。

3.如权利要求2所述的方法，其中在预先给定的运行状态下，在内燃机无故障运行情况下，测得的或求得的增压压力（PUT）等于基本增压压力（PUT_WG_OPEN），预先给定的运行状态包括：控制节气阀（5），使得节气阀（5）具有至少一个预先给定的最大开度，且控制废气涡轮增压器的涡轮机旁通阀（50），使得废气涡轮增压器的功率等于预先给定的最小功率。

4.如权利要求2或3中任一项所述的方法，其中所述至少一个激活条件包括：使得预先给定的运行状态存在预先给定的最短时间。

5.如权利要求1所述的方法，其中在达到预先给定的运行小时数或预先给定的适配调整步骤数之前，在内燃机第一次投入运行之后，代替所述适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD），而对另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族（KF_AD1）进行适配调整，如果所述至少一个激活条件得到满足，在达到预先给定的运行小时数或适配调整步骤数之后，根据所述另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族（KF_AD）对所述适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）进行适配调整。

6.如权利要求5所述的方法，其中对适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）进行适配调整，或者必要时对另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族（KF_AD1）进行适配调整，如果针对转速（N）测得的或求得的增压压力（PUT）比对应于该转速（N）的经适配调整的基本增压压力值（PUT_WG_OPEN_AD）大预先给定的上适配调整阈值（AD_TH_P），或者比对应于该转速（N）的经适配调整的基本增压压力值（PUT_WG_OPEN_AD）小预先给定的下适配调整阈值（AD_TH_N），该基本增压压力值取决于适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD），且必要时取决于另一适配特性曲线或另一适配特性曲线族（KF_AD）。

7.如权利要求1所述的方法，其中适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）根据环境压力（AMP）来适配调整，如果至少一个激活条件得到满足。

8.如权利要求2所述的方法，其中将斜率（A）作为回归线的斜率来求得，回归线根据存储在关于转速（N）的适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）中的基本增压压力-适配调整压力值（PUT_WG_OPEN_AD_ADD）来求得。

9.如权利要求1所述的方法，其中将压缩器（42）下游的泄漏识别为进气道的故障，如果斜率（A）大于预先给定的正的斜率阈值（A_TH_P）。

10.如权利要求1所述的方法，其中将空气过滤器（38）受污染识别为进气道的故障，如果斜率（A）小于预先给定的负的斜率阈值（A_TH_N）。

11.一种用于诊断内燃机进气道的装置，其中该内燃机包括压缩器（42），该装置被设计用于：

- 检查是否满足至少一个预先给定的激活条件；

- 检测或求得压缩器（42）下游的增压压力（PUT）；

- 根据内燃机的转速（N）和增压压力（PUT）对适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）进行适配调整，如果所述至少一个激活条件得到满足；

- 求得一斜率（A），该斜率表示适配特性曲线或适配特性曲线族（KF_AD）的斜率；和

- 根据所求得的斜率（A）识别出内燃机进气道的故障。

Images