CN103452685B - 用于诊断废气运行的增压装置的定位器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于诊断废气运行的增压装置的定位器的方法和装置。用于检查增压的内燃机（2）的增压装置（6）的增压装置定位器（64）的方法具有以下步骤：‑将增压装置定位器（64）从第一位置调节到第二位置；‑确定转速变化信息，该转速变化信息取决于基于所述调整的增压装置（6）的转速的变化；‑根据转速变化信息确定增压装置定位器（64）的故障。

Description

用于诊断废气运行的增压装置的定位器的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种增压的内燃机，尤其是空气通过用废气运行的增压装置输入的内燃机。本发明尤其涉及用于检查调节增压装置的效率或者说压缩机功率的定位器的功能性的诊断方法。

背景技术

用废气运行的增压装置通常具有定位器（Stellgeber），该定位器可以设置成废气门调节器、VTG调节器（VTG=可变的涡轮机几何结构）或类似物的形式。该增压装置定位器用于确定有待提供的废气焓的份额，该份额应该以机械能的形式提供，从而驱动增压装置的压缩机。

如用于汽车中的马达系统中的其它执行器以及传感器一样，所述增压装置定位器也必须定期地检查其功能性。该检查大多数通过增压装置的压缩机提供的增压压力的实际值与额定值之间的比较来实现。然而因为不会在内燃机的每种工作状态中形成增压压力，所以不会在每个运行情况中可靠地确保检查增压装置定位器。

发明内容

按本发明提出按权利要求1所述的用于检查增压装置定位器（Aufladeeinrichtungsstellgeber）的功能性的方法以及按并列权利要求所述的装置、马达系统、计算机程序和计算机程序产品。

本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中得到说明。

根据第一方面提出了用于检查增压的内燃机的增压装置的增压装置定位器的方法。该方法包括以下步骤：

-将增压装置定位器从第一位置调节到第二位置；

-确定转速变化信息，该转速变化信息取决于基于调整的增压装置的转速的变化；

-根据转速变化信息确定增压装置定位器的故障。

此外，所述转速变化信息可以说明关于时间的转速梯度。尤其可以在转速变化信息说明了转速梯度小于预先给定的转速变化阈值时，确定增压装置定位器的故障。

上述方法的构思在于，尤其在增压装置定位器的静态的运行状态中将增压装置定位器从第一位置调整到第二位置并且确定转速变化信息。根据转速变化信息可以尤其借助于阈值比较来检查增压装置定位器的功能性。

根据实施方式，所述方法可以具有以下步骤：

-在增压装置定位器的第一位置中确定关于增压装置的压缩机的第一转速的第一转速信息；

-在增压装置定位器的第二位置中确定关于增压装置的压缩机的第二转速的第二转速信息；

-确定第一和第二转速信息之间的差作为转速变化信息；

-根据第一和第二转速信息之间的差来确定增压装置定位器的故障。

将第一位置和第二位置中转速的差用作转速变化信息有利于可以用简单的方式求取该差。根据第一转速信息与第二转速信息之间的转速差可以尤其借助于阈值比较来检查增压装置定位器的功能性。

此外可以提出，当第一和第二转速信息之间的差小于预先给定的阈值时确定增压装置定位器的故障。换句话说，可以在没有转速差时或者说在转速差低于确定的阈值时从以下条件出发，即增压装置定位器没有按规定工作。

根据实施方式可以根据工作点尤其根据内燃机的马达转速和/或内燃机的载荷选择预先给定的阈值。

所述增压装置定位器的第一位置可以相应于增压装置具有最小效率的位置，并且/或者增压装置定位器的第二位置可以相应于增压装置具有最大效率的位置。

此外可以提出，所述增压装置定位器的第一位置相应于内燃机的所要求的载荷变换之前的位置，并且增压装置定位器的第二位置相应于在内燃机的所要求的载荷变换之后的位置。

根据另一方面提出一种装置、尤其是计算单元用于检查增压的内燃机的增压装置的增压装置定位器，其中构造该装置用于：

-将增压装置定位器从第一位置调节到第二位置；

-确定转速变化信息，该转速变化信息取决于基于所述调节的增压装置的转速变化；

-根据转速变化信息确定增压装置定位器的故障。

根据另一方面，设置具有内燃机以及上述装置的马达系统。

根据另一方面，设置具有程序代码工具的计算机程序，从而在计算机程序于计算机或者上述装置上运行时实施上述方法的所有步骤。

根据另一方面提出计算机程序产品，该计算机程序产品包含程序代码，该程序代码保存在计算机可读的数据载体上，并且当其于数据处理装置上运行时实施上述方法。

附图说明

下面根据附图详细解释本发明的优选实施方式。附图中：

图1是具有内燃机和增压装置的马达系统的示意图；并且

图2是用于说明检查增压装置定位器功能的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了具有内燃机2的马达系统1，该内燃机例如可以构造成汽油机或柴油机。内燃机2具有带有燃烧室的气缸3，在该气缸中布置了可运动的活塞，从而可以进行四冲程运行。

新鲜空气可以通过空气输入系统4输入气缸3中。在内燃机2运行时在燃烧室中燃烧燃料/空气混合物并且将在此形成的燃烧废气喷入废气排导段5并且最后输出到周围环境中。

设置废气运行的涡轮增压机形式的增压装置6。该增压装置6具有布置在废气排导段5中的涡轮机61。该涡轮机61机械地例如通过轴63与压缩机62耦合。

所述压缩机62布置在空气输入系统4中并且用于从周围环境中吸入新鲜空气并且在提高的压力之下即所谓的增压压力之下在空气输入系统4的增压段中提供新鲜空气，该增压段位于压缩机62和内燃机2之间。

此外，用以将压缩机62与涡轮机61进行机械耦合的轴63可以设有转速传感器9，从而求取增压装置6的轴的转速并且提供相应的转速信息。作为替代方案，也可以在压缩机62或者涡轮机61上布置转速传感器9，从而探测到叶轮的叶片的运动并且提供相应的转速信息。

此外，在空气输入系统4的增压段中设置节气门7，从而控制输入内燃机2的新鲜空气量。

借助于控制单元10控制马达系统1的运行，该控制单元借助于合适的传感器求取系统状态并且根据外部的默认值例如额定力矩默认值操控马达系统1的定位器，其中所述默认值可以以加速踏板的位置的形式来提供。作为系统状态例如增压压力可以通过下游的增压压力传感器11进行求取，废气反压可以通过内燃机输出侧的位于废气排导段5中的废气反压传感器13进行求取，内燃机2的马达转速可以通过内燃机2的曲轴上的马达转速传感器12进行求取等等，或者通过建模来获得。

此外设置定位器，例如用于调整节气门7、用于调整喷入阀（没有示出）以及类似机构，从而控制马达功能。

对于内燃机2的运行来说，需要能够设定增压压力。这通过以下方法实现，即可以设定由增压装置6提供的压缩机功率。为此，设置了定位器64，该定位器布置在增压装置6的涡轮机侧或者说布置在涡轮机61上并且可以构造成废气门阀的形式、用于设定可变的涡轮机几何结构的VTG定位器或者其它定位器的形式。该增压装置定位器64是可以设定的，以便确定内燃机废气的由涡轮机61转换的废气焓的份额，该份额应该转换成压缩机功率。也就是所述增压装置定位器64用于设定内燃机废气的废气焓转换成机械功的效率。

所述增压装置定位器64通常构造成电机的，并且因此仅仅具有受限制的可靠性，从而在马达系统1中提供常规的功能检查，尤其当马达系统设置用于运行汽车时。

因为转速传感器9的说明轴63的转速的转速信息是压缩机62的压缩机功率的尺度，所以该信息用于进行增压装置定位器64的功能检查。

用于检查增压装置定位器64的方法例如可以在控制单元10中根据图2的流程图来实施。

首先在步骤S1中检查，所述马达系统1是否处于静态的运行状态中，也就是说具有恒定的载荷以及转速的运行状态。如果是这种情况（选择：是），那么用步骤S2继续该方法，否则的话（选择：否）跳回到步骤S1。

静态的运行状态优选通过具有恒定的涡轮增压机转速和/或尽可能低的载荷的运行状态来确定，例如在内燃机2空转时存在的状态。

在步骤S2中首先将增压装置定位器64置于第一位置中，例如增压装置6的效率实现最小值的位置中。随后在步骤S3中作为第一转速信息求取增压装置6的轴63的随后设定的第一转速。

随后，在步骤S4中触发增压装置定位器64，使得其占据增压装置定位器64的第二位置，例如增压装置6具有最大效率的位置。在步骤S5中作为第二转速信息求取轴63的转速。

在步骤S6中确定差信息，该差信息作为第一以及第二转速信息之间的差或者通常的偏差求取。

作为替代方案，也可以确定关于时间的转速梯度，其中通过数值上很低的转速梯度来说明增压装置定位器64太缓慢的响应。

在步骤S7中根据预先确定的用于差信息的阈值来进行阈值比较。预先给定的阈值是取决于工作点的，并且可以根据保存在控制单元10或者其它存储单元中的特性曲线组取决于一个或多个说明内燃机2运行状态的参数例如周围环境压力、周围空气的温度、内燃机2的转速、内燃机的载荷等来进行确定。

当在步骤S7中确定，所求取的差信息太小时（选择方案1），也就是转速差小于预先给定的阈值时，可以假定增压装置定位器64固定在确定的位置中，这相应于增压装置定位器64的故障。该故障在步骤S8中标记。

如果在步骤S7中确定，所求取的差信息大于预先给定的阈值（选择方案2），也就是转速差大于预先给定的阈值时，可以在步骤S9中假定增压装置定位器64按规定工作。

在使用关于时间的转速梯度时，可以替代地基于转速梯度阈值进行阈值比较，该转速梯度阈值固定地预先给定并且要么基于增压装置定位器64的确定的调整速度，要么取决于增压装置定位器64的调整的调整速度。

为了确定所述增压装置定位器64是处于最小效率的第一位置还是处于增压装置6的最大效率的第二位置，可以在更高的废气焓信息中例如在内燃机的转速和载荷更高时分析增压运动。

第一和第二位置的设定也可以以相反的顺序实现，其中为了识别按规定起作用的增压装置定位器64，需要在数值上获得在两个位置中求取的转速之间的最小转速差。

此外，可以进行被动的诊断，其中在从低载荷例如内燃机2空转变换到更高载荷例如要求提高的驾驶员希望力矩的载荷变化时分析增压装置6的转速。在从低到高载荷的变换中，增压装置定位器64通常沿着增压装置6的更高效率的方向运动。现在，根据增压装置6的废气焓信息、周围环境条件以及马达工作点预期增压装置6的轴63的转速关于时间的变化。如果所测量的变化与期待的变化有明显偏差，那么增压装置定位器64不会按规定驶入最大效率的位置中并且识别成有缺陷的。

Claims (12)

1.用于检查增压的内燃机（2）的增压装置（6）的增压装置定位器（64）的方法，具有以下步骤：

-将增压装置定位器（64）从第一位置调节到第二位置；

-确定转速变化信息，该转速变化信息取决于基于所述调节的增压装置（6）的转速的变化；

-根据转速变化信息确定增压装置定位器（64）的故障，

其中，所述转速变化信息是在第一位置中的第一转速与在第二位置中的第二转速之间的差。

2.按权利要求1所述的方法，其中，转速变化信息说明关于时间的转速梯度。

3.按权利要求2所述的方法，其中，当转速变化信息说明的转速梯度小于预先给定的转速变化阈值时确定增压装置定位器（64）的故障。

4.按权利要求1所述的方法，具有以下步骤：

-在增压装置定位器（64）的第一位置中确定所述增压装置（6）的压缩机（62）的第一转速；

-在增压装置定位器（64）的第二位置中确定所述增压装置（6）的压缩机（62）的第二转速；

-确定所述第一转速和所述第二转速之间的差作为转速变化信息；

-根据所述第一转速和所述第二转速之间的差来确定增压装置定位器（64）的故障。

5.按权利要求4所述的方法，其中，当所述差小于预先给定的阈值时确定增压装置定位器（64）的故障。

6.按权利要求5所述的方法，其中，预先给定的阈值根据工作点来选择。

7.按权利要求1到6中任一项所述的方法，其中，增压装置定位器（64）的第一位置相应于增压装置（6）具有最小效率的位置，并且/或者增压装置定位器（64）的第二位置相应于增压装置（6）具有最大效率的位置。

8.按权利要求1到6中任一项所述的方法，其中，增压装置定位器（64）的第一位置相应于内燃机（2）的所要求的载荷变换之前的位置，并且增压装置定位器（64）的第二位置相应于内燃机（2）的所要求的载荷变换之后的位置。

9.按权利要求6所述的方法，其中，所述预先给定的阈值根据内燃机（2）的马达转速和/或内燃机（2）的载荷来选择。

10.用于检查增压的内燃机（2）的增压装置（6）的增压装置定位器（64）的装置，其中构造所述装置用于：

-将增压装置定位器（64）从第一位置调节到第二位置；

-确定转速变化信息，该转速变化信息取决于基于所述调节的增压装置（6）的转速变化；

-根据转速变化信息确定增压装置定位器（64）的故障，

其中，所述转速变化信息是在第一位置中的第一转速与在第二位置中的第二转速之间的差。

11.按权利要求10所述的装置，其中，所述装置是计算单元。

12.具有内燃机（2）以及按权利要求10或11所述的装置的马达系统。