CN102200064B - 用于检查发动机系统的功能的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于检查发动机系统的功能的方法和装置。用于检查具有内燃机（2）的发动机系统（1）的功能的方法具有以下步骤：在内燃机（2）的预先给定的第一工作点上借助于相应预先给定的适应方法来求得（S2、S3）用于加载用于调节对内燃机（2）的空气输入的调节参量的第一充气适应值以及用于加载用于调节燃料输入的调节参量的第一混合物适应值；在所述偏移适应值中的至少一个偏移适应值处于相应预先给定的适应值范围之外时确定（S4、S5）在发动机系统（1）中存在着故障。

Description

用于检查发动机系统的功能的方法和装置

技术领域

本发明涉及具有内燃机的发动机系统的功能的检查，尤其涉及在制造机动车辆之后或者说在维修之后安装在机动车辆中的发动机系统的功能的检查。本发明尤其涉及根据用于混合物适应或者说用于充气适应的适应值来识别功能故障。

背景技术

内燃机通常借助于控制仪来运行。所述控制仪检测内燃机的运行状态以及环境条件，并且接收尤其驾驶员期望力矩的形式的驾驶员设定值。根据所提供的参量来触发内燃机的位置传感器比如用于节流阀的位置传感器、用于燃料喷射阀的位置传感器和其它的位置传感器以及用于产生点火火花的火花塞，用于以所期望的方式来运行内燃机。

由于构件公差和老化效应，位置传感器的由控制仪所期望的位置可能偏离所述位置传感器的实际的位置。尤其对于控制仪来说存在着借助于适应处理来学习充气和混合物成分的偏差的可能性。所述适应处理用于如此修正输出给相关的位置传感器的引起位置传感器的调节的触发参量，使得所述位置传感器的通过所提供的触发参量所期望的位置尽可能精确地相应于位置传感器的实际位置，或者说所述位置传感器的通过所提供的触发参量所期望的作用尽可能精确地相应于位置传感器在整个系统中的实际作用。

所述适应处理通过用适应值来加载由控制仪提供的触发参量这种方式来实施。所述适应值比如包括偏移适应值和坡度适应值，其中用所述偏移适应值以相加的方式来加载所述触发参量，并且用所述坡度适应值以相乘的方式来加载所述触发参量。

原则上在多个学习范围内学习所述适应值。所述学习范围涉及内燃机的比如可以通过关于转速的发动机负载来定义的运行范围。在许多情况下，在怠速运行范围内学习相加的偏移适应值并且在部分负载运行范围内学习相乘的坡度适应值。在机动车辆的行驶运行中，在机动车辆在这些运行范围内运行时相应地调整所述适应值。

在如此得到的适应值的基础上来实施不同的诊断功能，利用所述诊断功能可以识别发动机系统中的故障并且可以将其通知驾驶员。故障也可以保存在故障存储器中，以便在车间里可以将其读出。

在制造机动车辆时，人们想在传送带末端拥有尽可能快的可能性来检查所制造的机动车辆的混合物误差或者说充气误差也就是说发现故障，所述故障由于节流阀位置传感器、喷射阀位置传感器的功能故障以及类似的故障而可能导致内燃机的运行偏离所期望的运行。以往在机动车辆的制造的传送带末端可以使发动机系统在怠速运行状态中运行并且在那里实施适应处理，用于学习用于混合物适应和充气适应的相加的偏移适应值。在相加的偏移适应值不等于零时，通常产生通过喷射阀喷射的喷射量的错误测量。

随后借助于转鼓试验台使机动车辆的发动机系统在部分负载工作点上运行并且重新实施适应处理，用于学习用于喷射量的相乘的坡度适应值。但是为了正确地实施适应处理并且得到可靠的用于相乘的控制误差的数值，一方面必须将部分负载工作点保持足够长的时间，以便发动机系统可以起振到所述工作点，并且另一方面必须多次驶近所述工作点，以便可以求得实际的适应值。

为此，从公开文献DE102006007698A1中提出，对于所述适应方法来说交替并且多次驶近两个工作点，用于提高适应处理的精度。在此将导致偏移误差的效应更好地与导致坡度误差的效应分开来。在多次占据工作点之后，可以求得正确的相加的偏移适应值以及正确的相乘的坡度适应值，从而可以对引起偏差的结构元件的构件公差和结构元件的由于老化而产生的变化进行适应处理。

因为在实施适应处理之必须使部分负载工作点中的每个部分负载工作点占据特定的持续时间比如占据30秒乃至数分钟，所以在得到正确的适合于确定机动车辆没有故障还是有故障的适应值之前上面所说明的方法由于部分负载工作点之间的多次交替而要求较长的适应处理持续时间。

发明内容

因此，本发明的任务是，在制造机动车辆之后或者在车间修理之后可以尽可能快地区别出该机动车辆是无故障的车辆还是有故障的车辆。

该任务通过按权利要求1所述的用于检查机动车辆的发动机系统的方法以及通过按并列权利要求所述的装置、发动机系统和计算机程序产品得到解决。

其它有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。

按照第一方面，设置了一种用于检查具有内燃机的发动机系统的功能的方法。该方法包括以下步骤：

-在内燃机的预先给定的第一工作点上借助于相应预先给定的适应方法来求得用于加载用于调节对内燃机的空气输入的调节参量的第一充气适应值以及用于加载用于调节燃料输入的调节参量的第一混合物适应值；

-在偏移适应值中的至少一个偏移适应值处于相应预先给定的适应值范围之外时确定在发动机系统中存在着故障。

本发明的构思在于，实施一种用于在工作点上检查机动车辆的发动机系统的方法，其中不仅可以求得用于充气适应的适应值，而且可以求得用于混合物适应的适应值。尤其可以如此选择所述工作点，从而求得用于充气适应和用于混合物适应的偏移适应值。根据这些适应值，不仅可以识别内燃机中的混合物误差，而且可以识别内燃机中的充气误差，所述混合物误差和充气误差影响到相应的第一适应值。

尤其所述第一充气适应值和所述第一混合物适应值可以在内燃机的仅仅刚好一个预先给定的第一工作点上来求得。

所述第一工作点可以相应于以预先给定的怠速转速进行的怠速运行，因而所述第一工作点适合于不仅求得第一充气适应值，而且求得第一混合物适应值。

如果发现在发动机系统中存在着故障，那就可以借助于预先给定的适应方法在内燃机的第二工作点上求得用于加载用于调节对内燃机的空气输入的调节参量的第二充气适应值，其中根据所述第一充气适应值和所述第二充气适应值来确定故障类型。

按照上述方法提出，为缩短机动车辆中的发动机系统的功能能力的检查，首先在第一工作点上通过检查来实施好/坏识别。一旦根据如此求得的第一适应值识别出机动车辆无故障，则结束该测试。如果识别出故障，那就可以根据以往已知的方法来实施检查，方法是求得第二运行范围内的适应值，尤其第二充气适应值。这能够对出现的故障进行更为精确的定位。

特别的方法是，所述第二充气适应值可以相应于用于充气适应的坡度适应值，用所述用于充气适应的坡度适应值以相乘的方式来加载所述用于调节对内燃机的空气输入的调节参量。

除此以外，所述第二工作点可以相应于以正常的负载范围内的驱动力矩和以提高了的转速范围内的转速进行的部分负载运行。

如果发现在发动机系统中存在着故障，那就可以相应地借助于预先给定的适应方法在内燃机的第三工作点上求得用于加载用于调节燃料输入的调节参量的第二混合物适应值，其中根据所述第一混合物适应值和所述第二混合物适应值来确定故障类型。

按照一种实施方式，所述第二混合物适应值可以相应于用于混合物适应的坡度适应值，用所述用于混合物适应的坡度适应值以相乘的方式来加载所述用于调节燃料输入的调节参量。

此外，所述第三工作点可以相应于以在提高了的负载范围内的驱动力矩以预先给定的怠速转速进行的部分负载运行。

按照另一个方面，设置了用于检查具有内燃机的发动机系统的功能的装置。可以构造该装置

-用于在内燃机的第一工作点上相应地借助于预先给定的适应方法来求得用于加载用于调节对内燃机的空气输入的调节参量的第一充气适应值以及用于加载用于调节燃料输入的调节参量的第一混合物适应值；并且

-用于在所述偏移适应值中的至少一个偏移适应值处于相应预先给定的适应值范围之外时确定在发动机系统中存在着故障。

按照另一个方面，设置了具有内燃机和上述装置的发动机系统。

按照另一个方面，设置了计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码，所述程序代码在其在数据处理单元上执行时实施上述方法。

附图说明

下面借助于附图对优选的实施方式进行详细解释。附图示出：

图1是用于机动车辆的发动机系统的内燃机的示意图；并且

图2是用于示出用于检查机动车辆的发动机系统的方法的流程图。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了用于机动车辆的发动机系统1。该发动机系统1包括内燃机2，所述内燃机2在这里的实施方式中相应于汽油机。所述内燃机2包括一个或者多个气缸3，其中为简明起见仅仅示出了一个气缸3。

通过空气输入系统4来将新鲜空气输送给气缸3，新鲜空气的流动方向通过箭头来表示。在空气输入系统4中布置了节流阀5，该节流阀5的位置能够改变，用于调节进入到内燃机2的气缸3中的空气质量流量。所述节流阀5与节流阀位置传感器相耦合，通过所述节流阀位置传感器能够改变节流阀5的位置。所述节流阀位置传感器可以设有位置反馈器，用于读回节流阀5的实际位置。

在节流阀5的上游设置了比如热膜式空气质量测量仪的形式的空气质量传感器12。所述空气质量传感器12测量当前流入到气缸3中的空气质量流量并且提供相应的空气质量测量信号。此外，在所述空气输入系统4中可以设置压力传感器6，该压力传感器6比如布置在所述节流阀5的上游或下游，在这里的情况中布置在节流阀5与气缸3之间的进气管区段中。所述压力传感器6在所示出的实施例中测量当前的进气管压力并且提供相应的进气管压力测量信号。

所述气缸3分别设有喷射阀7，用于将燃料直接喷射到气缸3中。作为替代方案，也可以将燃料喷射到空气输入系统4中的在节流阀5与气缸3之间的进气管区段中。根据喷射阀控制信号来触发所述喷射阀7，用于确定喷射时刻并且由此提供所喷射的燃料的所期望的量。

此外，所述气缸3分别设有火花塞8，该火花塞8可以由火花塞控制信号来触发，从而在预先给定的时刻来点燃气缸3中的空气燃料混合物。

此外，所述内燃机2与转速传感器9相耦合，该转速传感器9提供表明内燃机2转速的转速测量信号。

在燃烧时在气缸3的燃烧室中产生的废气通过废气排出区段10来排出。在废气排出区段10中可以布置氧传感器11，所述氧传感器11根据流入到废气排出区段10中的废气的当前的氧含量来说明相应的λ测量信号。

借助于控制仪15结合预先给定的驾驶员期望力矩FWM来对空气质量流量测量信号、进气管压力测量信号、λ测量信号、转速测量信号进行处理，并且相应地触发发动机系统1或者说发动机系统1的位置传感器，用于以所期望的方式也就是说以所期望的转速和所期望的驱动力矩来运行内燃机2。为此所述控制仪15特别相应地触发节流阀位置传感器和喷射阀7。空气质量传感器12以及节流阀位置传感器的位置反馈器的测量误差以及节流阀5的偏离所期望的调节的位置可能导致实际的充气量偏离通过所述控制仪15所期望的充气量。

此外，所述控制仪15检测所述气缸3的燃烧室中的对于当前的运行状态来说所期望的空气燃料比。但是，实际在气缸3的燃烧室中出现的空气燃料比可能偏离所期望的空气燃料比。这方面的原因一方面可能在于错误地测量的充气并且另一方面在于实际喷射的燃料量与所期望的燃料量之间的偏差。

此外，在实施λ调节时，由氧传感器提供的λ测量值可能偏离实际的数值，从而错误地计算调节差，这可能导致错误地确定气缸3中的对于所期望的发动机运行来说所需要的空气燃料比。

通常，各个传感器的测量误差以及位置传感器的调节误差可能会累加或者说抵消。为了对这样的比如可能通过结构元件公差或者不同的构件上的老化现象而出现的误差进行补偿，对一个或者多个触发参量进行适应处理。所述触发参量不一定仅仅涉及已经引起与理想运行之间的偏差的构件。

所述适应处理提供了适应值，用所述适应值来加载在控制仪15中求得的用于调节所述位置传感器之一的触发参量，其中将用相应的适应值加载的触发参量传输给相应的位置传感器。这对于发动机系统1来说不仅涉及用于节流阀5的节流阀位置传感器而且涉及喷射阀1。通常通过在所谓的学习运行范围也就是说发动机系统的通过驱动力矩范围和发动机转速范围来定义的运行范围内来求取适应值的方式来进行适应处理。预先给定了学习运行范围并且所述学习运行范围适合于求取相应的适应值。通常通过用相加的偏移适应值和相乘的坡度适应值来加载由控制仪15求得的触发参量这种方式来进行适应处理。

如果相加的偏移适应值偏离0并且/或者相乘的坡度适应值偏离1，那就存在着故障或者说构件公差或者老化公差。通常，可以借助于这些适应值对实际上有规律的误差进行补偿。但是如果所述相加的偏移适应值或者说相乘的坡度适应值偏离0或者说1太多，那么通常涉及发动机系统中的更为严重的故障，该故障需要单独进行检查。在发动机系统中的相应的故障所在的地方，可以根据分析来确定各个适应值。但是，如果所求得的适应值处于预先给定的适应值范围之内，那就可以认为发动机系统是正常的。

通常在制造机动车辆之后或者说在维修之后在检查方法中来求得所述适应值。检查方法的结果应该可以用来确定发动机系统是正常工作还是不正常工作，并且如果存在故障，则确定哪个构件可能具有所述故障。为了确定这一点，不仅必须求得用于所述节流阀位置传感器（充气适应）以及用于所述喷射阀（混合物适应）的偏移适应值，而且必须求得坡度适应值。通常以正常的负载范围内的驱动力矩以及以提高了的转速范围内的转速来求得用于充气适应的坡度适应值，以提高了的负载范围内的驱动力矩以及以预先给定的怠速转速来求得用于混合物适应的坡度适应值，并且以正常的负载范围内的驱动力矩以及以怠速转速来不仅求得用于充气适应的偏移适应值而且求得用于混合物适应的偏移适应值。

正常的负载范围对于相应的转速来说相应于处于最大的驱动力矩的20%与80%之间的、优选处于最大的驱动力矩的30%与70%之间的驱动力矩。提高了的负载范围对于相应的转速来说则相应于处于最大的驱动力矩的40%与100%之间的、优选处于最大的驱动力矩的50%、60%或者70%与75%、80%或者90%之间的驱动力矩。提高了的转速范围相应于内燃机2的处于预先给定的最大转速的50%、60%或者70%与75%、80%或者90%之间的、优选处于预先给定的最大转速的60%与80%之间的转速。

因为在最后一种情况中不仅可以求得用于充气适应的偏移适应值而且可以求得用于混合物适应的偏移适应值，所以在该运行范围内可以得到关于现有的车辆是否没有故障的可靠信息。

下面借助于图2的流程图对用于根据所述适应值来检查车辆的发动机系统的功能能力的方法进行详细解释。

在步骤S1中首先以正常的负载范围内的驱动力矩来调节怠速运行状态。也就是说，如此由所述控制仪来运行内燃机，从而具有预先给定的怠速转速，这比如可以以调节的形式在由转速传感器9提供的转速测量信号的基础上进行。此外保证，内燃机以预先给定的驱动力矩来运行。怠速运行状态和预先给定的驱动力矩定义了所述学习运行范围之一的内部的工作点。

然后在步骤S2中求得用于充气适应的偏移适应值。利用所述用于充气适应的偏移适应值以相加的方式来加载用于节流阀位置传感器的触发参量，使得节流阀5的分配给用于节流阀位置传感器的经过适应处理的触发参量的位置与该节流阀5的实际的位置相一致。换句话说，借助于所述偏移适应值来对用来将节流阀5的所期望的位置分配给用于节流阀位置传感器的触发参量的函数进行修正。通过这种方式，可以在空气输入系统中占据节流阀5的通过所提供的触发参量所期望的位置或者说具有所期望的作用。

但是，在怠速运行中，这一点仅仅为用于充气适应的偏移适应值（充气适应值）而不是为坡度适应值的求取来实施。以相同的方式，在步骤S3中在相同的工作点上求得用于混合物适应的偏移适应值（混合物适应值），利用所述用于混合物适应的偏移适应值来加载用于喷射阀7的触发参量。以正常的负载范围内的驱动力矩进行的怠速运行状态是有利的，因为在这个工作点上不仅可以求得用于充气适应的偏移适应值，而且可以求得用于混合物适应的偏移适应值。所述用于混合物适应的偏移适应值用于加载用于喷射阀7的触发参量或者说触发信号。用于喷射阀7的触发参量确定喷射阀7的打开和关闭，从而通过所述触发参量的时间调节可以确定打开持续时间和打开时刻。所述用于混合物适应的偏移适应值使得可以调整确定所喷射的燃料量的打开持续时间。

借助于所述用于混合物适应和用于充气适应的偏移适应值，在内燃机2的工作点上不仅可以识别与充气调节有关的故障，而且可以识别与混合物调节有关的故障。为此在步骤S4中检查，所述用于充气适应的偏移适应值是否在数值上超过特定的充气适应阈值。如果是这种情况，那就发现故障（选择：是）。如果借助于充气适应未发现故障（选择：否），那就检查，所述用于混合物适应的偏移适应值是否超过预先确定的混合物适应阈值。如果不是这种情况（选择：否），则作为检查的结果确定，机动车辆是正常的，并且结束所述用于检查的方法。这可以在步骤S6中相应地用信号来表示或者示出。

如果在步骤S4和S5的询问之一中发现，在数值方面超过了相关的阈值，那就在步骤S7中根据其它的适应值来对发动机系统1实施完全的检查。为此驶近部分负载工作点，利用所述部分负载工作点可以求得用于充气适应和用于混合物适应的坡度适应值。用于充气适应的坡度适应值比如可以以提高到超过怠速转速的转速来求得，而用于混合物适应的坡度适应值则可以以提高了的负载范围内的驱动力矩以怠速转速来求得。

借助于如此在三个不同的工作点上求得的适应值，可以以已知的方式来推断出有故障的结构元件。尤其可以规定，交替地占据部分负载运行范围，用于可靠地求得相关的适应值。

上面所说明的方法比如可以以具有程序代码的计算机程序的形式设置在控制仪中。

通过上述方法，可以明显地降低用于在传送带末端或者在车间对机动车辆的发动机系统的功能能力进行检查的全部持续时间，因为对于无故障的车辆来说可以按照上述方法通过在仅仅一个工作点上对偏移适应值的检查来很快地识别功能能力。

Claims (9)

1.用于检查具有内燃机（2）的发动机系统（1）的功能的方法；具有以下步骤：

-在所述内燃机（2）的预先给定的第一工作点上借助于相应预先给定的适应方法来求得（S2、S3）用于加载用于调节对所述内燃机（2）的空气输入的调节参量的第一充气适应值以及用于加载用于调节燃料输入的调节参量的第一混合物适应值；

-在用于充气适应和用于混合物适应的偏移适应值中的至少一个偏移适应值处于分别预先给定的适应值范围之外时确定（S4、S5）在所述发动机系统（1）中存在着故障，其中，所述第一充气适应值和所述第一混合物适应值仅仅在所述内燃机（2）的一个预先给定的第一工作点上来求得，其中，所述第一工作点相应于以预先给定的怠速转速进行的怠速运行。

2.按权利要求1所述的方法，其中，如果发现在所述发动机系统（1）中存在着故障，则借助于预先给定的适应方法在所述内燃机（2）的第二工作点上求得用于加载用于调节对所述内燃机（2）的空气输入的调节参量的第二充气适应值，其中，根据所述第一充气适应值和所述第二充气适应值来确定故障类型。

3.按权利要求2所述的方法，其中，所述第二充气适应值相应于用于充气适应的坡度适应值，利用所述用于充气适应的坡度适应值以相乘的方式来加载用于调节对所述内燃机的空气输入的调节参量。

4.按权利要求2或3所述的方法，其中，所述第二工作点相应于以正常的负载范围内的驱动力矩以及以提高了的转速范围内的转速进行的部分负载运行。

5.按权利要求4所述的方法，其中，如果发现在所述发动机系统（1）中存在着故障，则相应地借助于预先给定的适应方法在所述内燃机（2）的第三工作点上求得用于加载用于调节燃料输入的调节参量的第二混合物适应值，其中，根据所述第一混合物适应值和所述第二混合物适应值来确定故障类型。

6.按权利要求5所述的方法，其中，所述第二混合物适应值相应于用于混合物适应的坡度适应值，利用所述用于混合物适应的坡度适应值以相乘的方式来加载所述用于调节燃料输入的调节参量。

7.按权利要求5或6所述的方法，其中，所述第三工作点相应于以提高了的负载范围内的驱动力矩以预先给定的怠速转速进行的部分负载运行。

8.用于检查具有内燃机（2）的发动机系统（1）的功能的装置；其中，构造该装置

-用于在所述内燃机（2）的第一工作点上相应地借助于预先给定的适应方法来求得用于加载用于调节对所述内燃机的空气输入的调节参量的第一充气适应值以及用于加载用于调节燃料输入的调节参量的第一混合物适应值；并且

-在用于充气适应和用于混合物适应的偏移适应值中的至少一个偏移适应值处于分别预先给定的适应值范围之外时确定在所述发动机系统（1）中存在着故障，

其中，所述第一充气适应值和所述第一混合物适应值仅仅在所述内燃机（2）的一个预先给定的第一工作点上来求得，其中，所述第一工作点相应于以预先给定的怠速转速进行的怠速运行。

9.发动机系统（1），具有内燃机（2）和按权利要求8所述的装置。