CN103775228B - 用于识别内燃机上的操纵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于识别内燃机（2）上的操纵的方法，包括：‑测量所述内燃机（2）中的新鲜空气流和/或废气流（72、64）的速度（84）；‑将所测量到的速度（84）和一预设的额定速度（98）进行对比；并且‑当所述对比的结果与一预设的条件有偏差时，识别到所述操纵。
Description
技术领域
本发明一般涉及车辆，特别是具有内燃机的车辆。此外，本发明涉及用于识别内燃机上的操纵（Manipulation）的方法。
背景技术
用于操纵内燃机以提高功率的方法是已知的。这类操纵也称作是调整（Tuning）。这会导致内燃机和/或其附加部件的巨大的负载并且明显减少它们的使用寿命。
发明内容
根据本发明，规定一种用于识别内燃机上的操纵的方法，以及实施该方法的装置和一种计算机程序产品。
根据本发明的一个方面，所述用于识别内燃机上的操纵的方法包括：
- 测量所述内燃机中的新鲜空气流和/或废气流的速度；
- 将所测量到的速度和一预设的额定速度进行对比（Gegenüberstellen）；并且
- 当所述对比的结果与一预设的条件有偏差时，识别到所述操纵。
对比应该在根据本发明的方法的框架中理解为两个速度的计算上的比较。在此，所述预设的条件表示了两个转速曲线之间的允许的区别。如果不允许两个速度之间的差别，则所述预设的条件等于零。为了计算上的比较，可以采用任意的计算方式。这样，可以将所述速度相减、相除或相关联。所述速度为了进行对比也可以首先被换算成一标量，且之后通过相减或相除而相互比较。所述计算上的比较的结果可以例如与一预设的函数关系进行比较，所述计算上的比较的结果必须遵循该函数关系，用以满足所述预设的条件。
根据本发明的方法基于如下考虑，所述内燃机的为了提高其功率的操纵在事后又可以撤销，从而在一通过所述操纵而产生的损坏情况中难以、甚至不可能将所述损坏可证明地归因于所实施的操纵上。相反，本发明的想法是，通过观察所述内燃机的一合适的状态参量来识别在车辆运行期间的操纵，并且相应地当所述状态参量具有一在所述内燃机的正常运行方面来看的过高的值时，推断出所述操纵。作为这种状态参量，通过所述内燃机的空气流被证明是最合适的，因为通过所述内燃机所产生的机械功率直接取决于所述空气流。
在一种实施方式中，连续地检测所述内燃机中的新鲜空气流和/或废气流的速度。这可以例如通过如下方式进行，即在时间上检测所述速度。为了能够将所检测到的速度与额定速度的偶然的偏差更好地与一通过所述操纵引起的偏差区别开，所述连续地检测到的速度也可以例如通过形成平均值来进行过滤。
在另一种实施方式中，所述内燃机包括一涡轮增压器并且所述速度参照所述涡轮增压器的转动速度来检测。该实施方式基于如下考虑，即在一现代的高功率马达中通过提高增压压力能够明显提高所述内燃机的功率。但通过该措施所述涡轮增压器可能在一不允许的运行范围中运行，由此会导致所述涡轮增压器的提高的磨损且因此导致所述涡轮增压器的提前失效。如果所述提高功率的措施如已经提到的那样被撤销，则可能无法将所述涡轮增压器的失效归因于在一不允许的运行范围中的运行且因此无法归因于所述提高功率的措施。因此，利用本发明建议，参照所述涡轮增压器的转速来监控其运行。
在一种额外的实施方式中，所述额定速度是一以恒定值为形式的最大值。以这种方式，所述对比能够以简单的方式通过在所述额定速度和所检测到的速度之间的直接比较来进行，其中检查，是否所检测到的速度小于所述额定速度。
在一种特殊的实施方式中，所述额定速度取决于所述内燃机的环境压力。该实施方式基于如下考虑，即特别是在一使用涡轮增压器的情况下，当所述环境压力降低时，所述涡轮增压器转速在保持不变的马达转矩的情况下降低。这就是说，在某些情况下，当一具有内燃机的车辆向上运行到一山上并且在此情况下所述环境压力改变时，会错误地推断出在所述内燃机上和/或在所述涡轮增压器上的提高功率的措施。为了避免此情况，建议根据环境压力来设计所述额定速度。但替选地也可以与环境压力相关地检测实际速度。最终应该确保，环境压力也考虑到文章开头所述的对比的预设条件中。
在一种优选的实施方式中，根据本发明的方法包括下列步骤：
- 对所识别到的操纵进行计数；并且
- 将计数过的操纵保存在一存储器中。
通过根据本发明的方法的该优选的实施方式，能够在内燃机和/或涡轮增压器上出现损坏的情况下读取所识别到的操纵，以便进行诊断。为了避免由于错误测量而错误地推断出一操纵，在该优选的实施方式中，对所识别到的操纵进行计数，其中，听凭诊断技术人员自己做决定，他从多高的计数开始推断出一实际进行的操纵。
在另一种实施方式中，根据本发明的方法包括下列步骤：
- 当识别到所述操纵时，检测一速度峰值；并且
- 将所述速度峰值保存在一存储器中。
所述速度峰值在识别到的操纵的情况下同样可以有助于可靠地识别一操纵，因为当所述速度峰值仅略微超过额定速度时，相对于很明显的超过而言，倒不如说其暗示了一种不是通过操纵引起的、偶然的超过。
在一种替选的或附加的实施方式中，根据本发明的方法包括下列步骤：
- 检测一持续时间，其中，在该持续时间期间识别到所述操纵；并且
- 将检测到的持续时间保存在一存储器中。
类似于所述速度峰值，所检测到的速度超过额定速度的超过持续时间也可以有助于鉴定所述测量结果并且必要时将错误测量剔除。
所述操纵可以优选是在内燃机上的一提高功率的操纵。
根据本发明的另一个方面，设置一装置，特别是计算单元，用于识别内燃机上的操纵，其中，所述装置构造用于：
- 测量所述内燃机中的新鲜空气流和/或废气流的速度；
- 将所测量到的速度和一额定速度相互对比；并且
- 当所述对比的结果与一预设的条件有偏差时，识别到所述操纵。
根据本发明的装置可任意地以如下方式扩展，用以实施根据本发明的方法。
在本发明的一种实施方式中，根据本发明的装置具有一存储器和一处理器。在此情况下，根据本发明的方法以计算机程序的形式保存在所述存储器中，并且当所述计算机程序从所述存储器下载到所述处理器中时，所述处理器设置用于实施所述方法。
根据本发明的又一方面，一车辆包括一根据本发明的装置。
本发明同样涉及一种具有程序代码装置的计算机程序，用以当所述计算机程序在一计算机上或在根据本发明的装置之一上实施时，实施根据本发明的方法的所有步骤。
结合一计算机程序，内燃机上的操纵特别理解为通过未经授权的人员和/或以未经授权的方式和方法改变马达控制软件的数据或程序。
所述计算机程序应特别优选地与一如下的计算机程序分开地实施，该计算机程序用于操控上述的内燃机和/或涡轮增压器，由此使所述操纵不会对根据本发明的方法且因此对相应的计算机程序产生影响。
本发明也涉及一种存储在所说明的计算机程序上的电子存储器介质。
本发明也涉及一种具有所说明的电子存储器介质的电子控制设备。
附图说明
下面参照附图详细阐释本发明的优选的实施方式。其中:
图1 示出了内燃机的示意图；以及
图2 示出了用于内燃机的马达控制装置的示意图。
具体实施方式
在附图中相同功能或类似功能的元件以相同的附图标记表示并且仅描述一次。
图1示出了一内燃机2，其具有一新鲜空气吸入设备6，用于将新鲜空气输送到所述内燃机2中。所述内燃机2可以例如用于驱动一未进一步示出的车辆。
在该附图中从左向右看，所述新鲜空气吸入设备6包括一空气入口8、一空气过滤器10、一热膜空气量测量计12、一分支14、一压缩机16、一冷却器18、一阀20和一分支22。在此，从所述空气入口8至所述压缩机16的空气行程代表第一分段24，在所述第一分段中，所述新鲜空气具有一相对较低的压力，并且从所述压缩机16至所述内燃机2的空气行程代表第二分段26，在所述第二分段中，所述新鲜空气具有一相对较高的压力。
在该附图中，在图1的上部区域中的废气排出设备4从右向左包括一分支28、一废气涡轮机30、一氧化催化器32、一颗粒过滤器34、一分支36、一废气阀38和一消音器40。在此，从所述内燃机2至所述废气涡轮机30的废气行程代表一分段42，在该分段中，废气具有相对较高的压力，并且从所述废气涡轮机30至所述消音器40的废气行程代表了一分段44，在该分段中，废气具有相对较低的压力。不言而喻，所述废气的压力沿着所述分段44也可逐步地经由所述废气涡轮机30、所述氧化催化器32和所述颗粒过滤器34被分解，相应于在所述元件中产生的流动阻力。
所述废气涡轮机30在该实施方式中通过从所述内燃机2排出的废气来转动，由此驱动所述压缩机16。以这种方式，所述压缩机16压缩一通过所述内燃机2吸入的新鲜空气。该过程对于本领域技术人员而言以概念新鲜空气的“增压”而已知，其中，在这一点上要指出的是，存在不同的对新鲜空气进行增压的可能性。在图1中所述废气涡轮机30和所述压缩机16是一涡轮增压器系统的部件，其中，所述涡轮增压器系统也可通过一压波增压器系统来代替。
在图1的左侧区域中，在所述废气排出设备4的分支36和所述新鲜空气吸入设备6的分支14之间具有一低压废气回引部46。所述低压废气回引部46包括一装置48以及一低压废气回引阀50。
在图1的右侧区域中，在所述废气排出设备4的分支28和所述新鲜空气吸入设备6的分支22之间具有一高压废气回引部52。所述高压废气回引部52包括一装置54以及一高压废气回引阀56。所述装置48或52在此分别包括一未详细阐述的废气回引冷却器，其具有一旁通管和一阀。
在所述内燃机2的运行中，一低压新鲜空气58穿过所述空气过滤器10和所述热膜空气量测量计12流动，所述低压新鲜空气在所述分支14处以一经由所述低压废气回引部46回引的低压废气60来增加。所增加的低压新鲜空气62在所述压缩机16中被压缩。压缩过的所增加的低压新鲜空气64在分段22中以一回引的高压废气66来增加并且作为高压新鲜空气68向所述内燃机2回引，用以使燃料燃烧。
所述内燃机2将一高压废气70作为燃烧产物喷出，从所述高压废气中在分段28中量取所回引的废气66。所回引的废气66的量在此经由所述高压废气回引阀56来调节。所述高压废气70的剩余部分72在所述废气涡轮机30中被降压成一低压废气74。在分段36中从所述低压废气74中量取所回引的低压废气60，而所述低压废气74的剩余部分76经由一排气口78被排出。
具有所述废气排出设备4和所述新鲜空气吸入设备6的内燃机2的运行在该实施方式中以本领域技术人员已知的方式通过一马达控制装置80来协调和控制。为了进行控制和协调，典型地检测之前所述的部件的运行状态以及一通过所述内燃机2发出的额定力矩82，所述额定力矩例如在上面提到的车辆中可以是由驾驶员或另一种技术单元、例如行驶动态调节器所预设的驾驶员希望力矩。所述运行状态参照不同的测量参量来检测，其中，在该实施方式中例如显示所述废气涡轮机30和所述压缩机16的转速84以及所述内燃机2的环境温度86。
所述马达控制装置80基于所述额定力矩82和所述运行状态84、86生成操控信号，用于控制具有所述废气排出设备4和所述新鲜空气吸入设备6的内燃机2，以便利用所述内燃机2构建所述额定力矩82。在图1中为了概览起见，仅示出了所述操控信号中的一个并且以附图标记88示出。
所述额定力矩82受制于预设的极限，所述极限尤其取决于所述内燃机2本身以及所述废气排出设备4和所述新鲜空气吸入设备6的技术上的可承载性。例如所述废气涡轮机30和所述压缩机16不允许以任意高的速度进行转动，由此通过所述内燃机2限制了所述增压且因此限制了可呈现的额定力矩82。为了使所述废气涡轮机30和所述压缩机16不在一不允许的速度范围中运行，如此对所述马达控制装置80进行编程，使得其包含上述的预设的极限。
但也可能的是，将所述马达控制装置80重新编程且如此地使通过所述内燃机2可呈现的额定力矩82提高了如下危险，使得上述部件在技术上过载并且被损坏。如果所述马达控制装置80在所述部件受损之后再次返回编程到原始的功能状态中，则所述内燃机2的制造商几乎无法证明，所述损坏是由所述内燃机2在上面提到的预设的极限之外的运行而引起的。
为了避免该情况，本实施方式建议，在时间上记录所述废气涡轮机30和所述压缩机16的转速。以这种方式可以确定，是否相应的涡轮增压器系统且因此所述内燃机2在一处于上面提到的预设的极限之外的运行范围中工作。所述转速84可以例如保存在所述马达控制装置80的存储器中，其中，所记录的转速84可随时从所述存储器中读取，例如可在一显示屏90上示出。
参见图2，其示出了用于所述内燃机2的马达控制装置80的示意图。
所述马达控制装置80在该实施方式中具有一操控单元92和一监控单元94。所述操控单元92以本领域技术人员已知的方式设置用于产生上述的操控信号，其中，在图1且因此也在图2中仅示出了操控信号88。
与所述操控单元92分开地，将所述监控单元94实施到所述马达控制装置80中。该分开的优点在于，在所述操控单元92中的提高功率的操纵不会对所述监控单元94产生影响。
所述监控单元94包括一比较单元96，在所述比较单元中，将所述转速84与一额定转速98对比。所述额定转速98在该实施方式中通过一保存在一只读存储器100中的固定值102与环境温度86的加权（Gewichtung）101而形成。以这种方式在监控所述转数84时考虑，所述涡轮增压器系统的增压压力是取决于所述环境温度86的。
为了进行对比，将该实施方式的额定转速98与所述转速84进行比较。如果所述转速84超过了所述额定转速98，则激活一计时器104，其将一时间信号108发送到一特征曲线记录仪106上。所述特征曲线记录仪106通过所述时间信号108激活并且将所述转速84与所述时间信号108相关地写入到上述的存储器110中。
从所述存储器中可以将所述转速84事后地如已经提到的那样重新读取。
在该实施方式中，仅当主动地识别到例如所述操控单元92的一提高功率的操纵时，才记录所述转速84，以便使所述存储器110不以无关紧要的数据进行填充，这些数据不包含至关重要的信息。
替选地，也可以在所述比较单元上联接一未进一步示出的计数器，其在每次超过所述额定速度98时将保存在所述存储器110中的值增加（hochzählt）并且可选地记录一最大值以及所述提高的转速84的持续时间。
Claims (11)
1.用于识别内燃机（2）上的操纵的方法，包括：
- 测量所述内燃机（2）中的新鲜空气流和/或废气流（72、64）的速度（84）；
- 将所测量到的速度（84）和一预设的额定速度（98）进行对比；
- 当所述对比的结果与一预设的条件有偏差时，识别到所述操纵；
- 计数所识别到的操纵；
- 将计数过的操纵保存在一存储器（110）中；
- 检测一持续时间，其中，在所述持续时间期间识别到所述操纵；并且
- 将检测到的持续时间保存在所述存储器（110）中。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，连续地检测所述内燃机中的新鲜空气流和/或废气流（72、74）的速度（84）。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，所述内燃机包括一涡轮增压器（16、30）并且参照所述涡轮增压器（16、30）的转速来检测所述速度（84）。
4.按照前述权利要求1或2所述的方法，其中，所述额定速度（98）是一恒定值。
5.按照前述权利要求1或2所述的方法，其中，所述额定速度（98）取决于所述内燃机（2）的环境压力（86）。
6.按照前述权利要求1或2所述的方法，包括：
- 当识别到所述操纵时，检测所述速度（84）的峰值；并且
- 将所述速度的峰值保存在一存储器（110）中。
7.按照前述权利要求1或2所述的方法，其中，所述操纵是在所述内燃机上的一提高功率的操纵。
8.用于识别在一内燃机（2）上的操纵的装置（94），其中，所述装置（94）设置用于：
- 测量所述内燃机（2）中的新鲜空气流和/或废气流（72、64）的速度（84）；
- 将所测量到的速度（84）和一额定速度（98）相互对比；
- 当所述对比的结果与一预设的条件有偏差时，识别到所述操纵，
- 计数所识别到的操纵；
- 将计数过的操纵保存在一存储器（110）中；
- 检测一持续时间，其中，在所述持续时间期间识别到所述操纵；并且
- 将检测到的持续时间保存在所述存储器（110）中。
9.按照权利要求8所述的装置，其中，该装置（94）是计算单元。
10.电子存储介质，在其上存储计算机程序，该计算机程序设置用于实施按照权利要求1至7中任一项所述的方法的所有步骤。
11.电子控制器，其具有按照权利要求10所述的电子存储介质。
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