CN105339635B - 用于求取内燃机中的绝对的喷射量的方法以及对此的装置 - Google Patents
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Abstract
用于求取带有缸体数量nz的以内燃机为形式的马达（9）的喷射器（31）的绝对的燃料喷射量的方法，其中基于加速运行测试所获取的测量数据以及马达（9）的预先确定的马达特定的因数f(nz)求取所有的喷射器（31）的平均的绝对的喷射量minj，在该加速运行测试中马达（9）的所有的缸体是活动的，在所有的缸体活动的情况下确定所述因数，其中测量数据基本上合适用于描述在加速运行测试期间的马达转速n(t)的时间走势，尤其是最大达到的马达转速nmax、在带有活动的喷射的加速运行期间的马达转速的第一速度变化率a1、带有非活动的喷射的马达转速的第二速度变化率a2以及马达的怠速转速nidle。
Description
背景技术
加速运行测试(Hochlauftest)是已知的、用于求取在内燃机中的喷射器处的喷射量误差的诊断测试。
例如从DE 10 2007 010 496 A1中已知用于喷射内燃机的对比地检测的方法，其中马达由电的马达控制部控制，该马达控制器要么具有自诊断件要么配有用于外部的诊断器的接头部位。通过自诊断件或者说诊断器，能够从相应定义的测量参量的所测量的和能够示出的偏差中、在关闭相应的缸体的情况下获得信息，该信息推断出被关闭的缸体的可能的额定偏差。例如，能够通过在加速运行测试中比较所达到的最大转速而推断出单个的缸体的相对的喷射量。在此，从怠速出发，利用预先确定的固定的喷射量来操纵确定数目的喷射，从而使得马达向高速加速。对于每个测试过程，相应地关闭一个单个缸体。从所获得的最大转速中，能够对每个测试过程推断出相对的喷射量。
但是因为由于摩擦以及其它的效应(例如在马达上连接的总成件的方面)所造成的力矩需求未知，则不能够求取绝对的喷射量。
因此，例如在四缸马达的情况中，如果对两个缸体而言相对于其它的两个缸体求取了更大的量，则仍不明确的是，是否带有较小的喷射量的两个缸体具有较小量，并且带有较大的喷射量的缸体喷射正确的量，或者是否带有较小的喷射量的两个缸体喷射正确的量并且带有较大的喷射量的缸体具有较多量。也即，不明确的是，必须更换哪些喷射器。
发明内容
由此本发明的可行的任务是，提供用于求取所有的喷射器的绝对的平均的喷射量的、尤其是喷射器的绝对的喷射量的方法，以便能够确定绝对的喷射量误差。
本发明的其它的特征和细节从说明书和附图中得出。在此适用特征和细节，它们结合根据本发明的方法被描述、当然也结合根据本发明的装置被描述，并且相应地反之亦然，从而关于对单个的发明方面的公开始终相互地参照或者说能够相互地参照。
发明人已知的是，在加速运行测试期间，基本上从速度(转速随着所述速度而下降)中，只要没有喷射是活动的，就能够推断出由于摩擦以及连接在其上的总成件所造成的马达的力矩需求，和由此由所达到的最大转速直接推断出绝对的喷射量。对此，仅需要对能够预先确定的马达特定的因数f的了解，该因数此外比例于马达的惯性矩。
本发明的核心思想基本上在于，在马达控制器中和/或在工厂诊断测试仪器中存放用于相应的马达的所提到的能够预先确定的马达特定的因数f。借助为相应的马达所存放的因数，由此能够借助于加速运行测试确定以及分析在定义的工作点中的绝对的总喷射量以及单个的喷射器的单个喷射量。
尤其有利的是，本发明的实施不要求对现存的马达控制机构和工厂诊断测试仪器的结构的改变，而是仅仅要求根据本发明改善的例如在已知的加速运行测试中所获取的测量数据的分析(必要时依据在马达的控制器或者说工厂诊断测试仪器中现存的功能)。
如果了解了单个的喷射器的绝对的喷射量，则然后能够确定的是，哪个喷射器有缺陷地喷射。由此明确可见的是，必须更换哪个喷射器。因此能够降低工厂费用。
根据本发明的、用于求取带有缸体数量NZ的以内燃机为形式的马达的喷射器的绝对的燃料喷射量的方法能够具有以下步骤：基于在加速运行测试(其中马达的所有缸体是活动的)中所获取的测量数据以及预先确定的马达特定的因数f(nz=NZ)(对于所有的缸体是活动的这一情况确定该因数)，求取所有喷射器的绝对的第一总喷射量Minj(nz=NZ)。所获取的测量数据基本上是这样的测量数据，其合适用于描述在加速运行测试期间尤其在带有活动的喷射的加速运行期间以及在在非活动的喷射的情况下回落到怠速转速上的期间的马达转速n(t)的时间走势。
在加速运行测试期间的有待获取的测量数据能够例如是最大达到的马达转速nmax、在带有活动的喷射(加速阶段)的加速期间的马达转速n(t)的第一速度变化率、带有非活动的喷射(自由下降阶段)的马达转速的第二速度变化率以及马达的怠速转速nidle。
对本领域技术人员明显的是，对单个的或所有的测量数据a1、a2、nidle、nmax而言，能够使用等价的其它的测量值或者说测量值的相应的组合，以便足够准确地描述马达转速的时间走势。例如，能够借助加速运行阶段开始时的时刻t1、加速运行阶段的结束时或者说自由下降阶段的开始时的时刻t2以及自由下降阶段的结束时的时刻t3，与用于nidle和nmax的测量值共同地计算出速度变化率a1和a2。换而言之，借助马达转速n(t)的时间走势足够确定这样的测量值，即从中能够在评定中导出参量a1、a2、nidle、nmax。
例如，在加速运行测试期间，有待测量的马达能够借助于为每个活动的缸体所定义的喷射的数量N加速，其中达到了最大转速nmax(加速运行阶段)。之后，在马达的转速自由地下降回到怠速转速(自由下降阶段)之前，不进行更多的喷射；如果怠速调节器再次干预，则例如能够识别这一点。
基于绝对的第一总喷射量Minj(nz=NZ)，能够求取每个喷射器的绝对的平均的喷射量，办法是：总喷射量除以带有活动的喷射的马达的缸体的数量nz以及在加速过程期间的每个缸体所进行的喷射的总数量。
在根据本发明的方法的一个改型方案中，至少一个绝对的第二总喷射量Minj(nz=NZ-1)基于另外的加速运行测试的测量数据来求取，其中至少一个缸体非活动，并且使用能够预先确定的马达特定的因数f(nz-1)，对马达而言在非活动的缸体处确定该因数。非活动的缸体在这里表示，在加速运行阶段，这个缸体的喷射器不将燃料喷射到这个缸体中。
基于绝对的第一总喷射量以及至少一个绝对的第二总喷射量，能够求取用于缸体的绝对的喷射量和由此确定的单个的喷射器的单独的喷射量漂移minj，该缸体在求取所述至少一个绝对的第二总喷射量的情况下是非活动的。对此，必须仅将所求取的绝对的第二总喷射量Minj(nz=NZ-1)从所求取的绝对的第一总喷射量Minj(nz=NZ)减去，并且将结果除以每个缸体的喷射的数量N。
优选地，基于能量平衡Egez来求取相应的绝对的总喷射量Minj(nz)。
优选地，基于在怠速转速nidle中的马达的动能Eidle求取相应的绝对的总喷射量Minj(nz)。
优选地，基于由马达在加速运行期间所作出的功Wext求取相应的绝对的总喷射量Minj(nz)。
优选地，基于第二速度变化率a2求取有待由马达产生的、由于摩擦和外部的功引起的力矩需求Mreib。
优选地考虑的是，由马达在达到最大转速nmax之前作出的功和由此绝对的总喷射量平方地与所到达的最大转速nmax有关。
所有的缸体的相应的绝对的总喷射量Minj(nz)的求取能够尤其基于下述的关系式来求取，
其中f(nz)是用于马达的、在nz个活动的缸体的情况下的恒定的预先确定的因数，因数f是对于每个马达的单独的因数，能够预先地对于每个马达确定该因数。因数f能够在马达控制器中和/或工厂诊断测试仪器中储存，以用于在根据本发明的方法中使用。也即，因数f能够由马达的制造者预先地对于每个马达实施方案、基于在加速运行期间总共喷射的燃料量Minj=N·nz·minj借助下述的式子来确定：
。
在此nz是活动的缸体的数量，并且N是在马达从怠速转速nidle直至最大所达到的转速nmax的加速运行阶段期间的每个活动的缸体的所进行的喷射的总数量。f(nz)的确定例如理想地在以下车辆上进行，该车辆的喷射器不具有较小量或较多量，也即，每个喷射器实际上喷射相同的、即由马达控制器要求的量Minj。
对于根据本发明的方法，为了求取喷射器的单独的喷射量而足够的是，预先确定用于nz=NZ以及nz=NZ-1的因数f(nz)。
根据本发明的方法能够借助于以下装置来施行，该装置具有：相应地编程的工厂诊断测试仪器，该工厂诊断测试仪器能够连接至马达的相应地编程的马达控制器的接头部位。所述方法的执行能够通过工厂诊断测试仪器和/或马达控制器能够控制地设定。至少一个预先确定的马达特定的因数f(nz)能够储存在工厂诊断测试仪器和/或马达控制器中，当nz个缸体活动时，确定所述因数。
喷射量的必要的计算能够以相应地编程的算法的形式作为诊断模块的组成部分集成到马达控制器的和/或工厂诊断测试仪器的软件中。
也即，诊断模块能够作为软件模块集成到马达控制器的软件中(基于控制器的工厂诊断模块)。在开始之后，通过外部地通过诊断接口连接至马达控制部的工厂诊断测试仪器，诊断模块完全地自给地在马达控制器中运行。在结束之后，诊断模块将测试结果反馈至工厂诊断测试仪器。这样的基于控制器的工厂诊断模块与简单的执行器测试的区别在于，有待诊断的车辆能够在工厂中通过马达控制器移置到预先确定的空载的工作点中、被施加(aufprägen)执行器激励、并且利用评定逻辑独立地被评定基于传感器值的结果。
作为替代方案，诊断模块也能够作为软件模块集成到工厂诊断测试仪器的软件中(基于诊断测试器的工厂诊断模块)。然后在工厂诊断测试仪器中进行根据本发明的方法的功能过程、评定和分析，其中为了评定而考虑的测量数据借助马达控制器由在车辆中现存的传感器或通过额外的检测传感装置来求取。
本发明能够作为带有计算机程序代码的计算机程序产品如此地施行，使得如果计算机程序代码在相应的能够编程的机构上、尤其马达控制器和/或工厂诊断测试仪器上实施，则该机构实施根据本发明的方法。
附图说明
本发明的其它的优点、特征和具体情况从下述的说明中得到，在该说明中参照附图具体描述本发明的实施例。在此，在说明中提到的特征能够相应地单个地或以任意的组合是本发明的主要方面。示意性地示出了：
图1是由马达控制机构和工厂诊断测试机构形成的测试装置的原理结构，
图2是在根据本发明的加速运行测试中的马达的马达转速的时间走势，并且
图3是用于确定绝对的喷射量的根据本发明的方法的可能的实施的流程图。
具体实施方式
在后续的说明中展示了特定的具体情况。但是显然，本发明的实施方案也能够在没有这些特定的具体情况的情况下被使用。已知的线路、结构和方法未具体地示出，以便不加难对当前说明的理解。
图1示出了由马达控制机构和工厂诊断测试机构形成的测试装置的原理结构。
马达控制部1作为马达控制器通过诊断接口3和诊断线5与作为工厂诊断测试机构的外部的诊断器7耦合。
马达控制部1设定用于在正常运行和测试运行中控制所述马达9。
在这里所描述的实施例中，配置所述诊断器7用于将对确定的诊断所必要的控制数据发送至马达控制部1、控制测试过程以及从马达控制部1中调用测试结果。
马达控制部1借助示意展示的传感器输入端11到15获取为了控制马达9而必要的数据。马达控制部1另外设定用于，从所获取的数据中、相应于在马达控制部1中存放的软件模块确定用于控制马达而必要的控制参量。这一点能够通过借助于所存放的算法的计算、从所存放的表格或特性图或诸如此类中的读取来进行。
原则上，被控制的马达9能够指的是外源点火的内燃机(汽油马达)或自行点火的内燃机(柴油马达)，其中相应地借助为相应的缸体配设的喷射器将燃料直接喷射到马达9的缸体中。
马达9的控制通过马达控制部1基于输出端21到25进行。为了说明本发明，在这里，例如仅示意展示了用于马达9的缸体中的一个的单个的燃料喷射器31的触发。燃料喷射器31的触发通过控制输出端21进行。例如，马达控制部1能够通过输出端21触发在燃料喷射器31中的电磁阀。通过所述电磁阀，能够液压地操纵喷嘴针，该喷嘴针打开或关闭所属的喷嘴。喷嘴的打开时刻和打开持续时间是马达的主要的控制参数。对本发明而言，燃料喷射器的具体的结构以及基本的喷射原理并不重要。例如它能够指的是泵-喷嘴-喷射系统或共轨喷射系统。
借助喷嘴的打开持续时间和喷射压力，马达控制部1基本上确定了喷射到所属的缸体中的燃料量。该燃料量又影响马达的功率输出和扭矩输出。
图2示出的是，在最简单的情况中转速在根据本发明的加速运行测试期间的走势情况。
开始时，在以“A”标记的阶段中，所启动的马达位于怠速中，也即怠速控制是活动的并且将转速保持在怠速转速nidle。在时刻t1处，加速运行测试开始。在以“B”标记的阶段中，从时刻t1起，喷射是活动的，从而马达的马达转速近似地线性地以恒定的第一斜率上升直至在时刻t2处的最大转速nmax。在以“C”标记的阶段中，从时刻t2起，喷射是非活动的，从而转速近似地线性地以第二斜率a2再次下降。只要转速在时刻t3处再次下降到怠速转速nidle上，则怠速转速控制再次起作用并且将转速保持稳定(阶段“D”)。
由下述求取基本上通过马达内部的摩擦以及由连接至马达的总成件引起的力矩需求：
Mreib=J·a2 (1)
其中J对应马达的未知的惯性矩。
总共通过马达在带有活动的喷射的阶段“B”中、即在加速运行中所作出的功Wgez对应由在最大达到的转速Mmax的情况下的旋转的马达的动能Erot和所作出的外部的功Wext(也即克服摩擦的功加上驱动总成件的功)所形成的总和减去马达在怠速转速nidle中的动能Eidle：
(2)。
马达所作出的功Wgez又与所有的缸体的总喷射量Minj(nz)成比例，或者说比例于缸体的平均的喷射量乘以活动的缸体的数量nz乘以每个缸体的所有的喷射的数量N：
(3)。
从中通过以下式子求取出绝对的总喷射量：
(4)。
马达特定的因数f(nz)由此不仅包含马达的惯性矩，也包含马达的效率，以及每克燃料所产生的运动能量。
发明人已知的是，因数f(nz)是恒定的因数，其尤其与测试下的马达的瞬时的力矩需求无关。因数f(nz)因此能够一次地求取并且存放在马达的控制器中或在工厂诊断测试仪器的软件中。
能够使用在上述的式子(4)中得到的关系以便相应地借助在加速运行测试中所测量的测量数据来求取绝对的喷射量。所述关系能够原则上作为基于控制器的工厂诊断模块的组成部分集成到马达控制器的软件中。也即，诊断模块作为软件模块集成到马达控制器中并且在开始之后通过外部地连接的工厂诊断测试仪器完全地自给地在马达控制器中运行，并且在结束之后将结果反馈至诊断测试器。
作为替代方案，也可能的是集成到基于诊断测试器的工厂诊断模块中，也即根据本发明的测试的功能过程、评定和分析在此在工厂诊断测试仪器中进行，其中为了评定而考虑的测量值借助马达控制器由在车辆中现存的传感器或通过额外的检测传感装置来求取。
由此，为了实施本发明，基本上仅需要在马达控制部中和/或诊断器中的现存的软件的匹配，以便施行根据本发明的方法。
图3作为流程图说明了用于确定绝对的喷射量的根据本发明的方法的可能的实施方案。
在第一步骤S1中，首先进行第一加速运行测试，其中在有待测试的马达9的所有的NZ个缸体中，喷射是活动的。
在步骤S2中，从所获取的测试参量：即第一速度变化率a1(转速n在加速运行阶段“B”以该速度变化率升高)、第二速度变化率a2(转速n在自由下降阶段“C”中以该速度变化率下降)以及在加速运行阶段“B”的结束处达到的最大转速nmax中确定绝对的总喷射量minj。基于此，能够已经得到每个缸体或者说每个喷射器的平均的喷射量。
此外，加速运行测试相应于马达的缸体的数量NZ重复，其中相应地在一个单个缸体中，喷射是非活动的，也即，不进行喷射到缸体中。
在步骤S3中，设置运行变量n=1。
在步骤S4中检测的是，是否运行变量n大于马达的缸体的数量NZ。如果是这样，则执行所有的其它的必要的加速运行测试并且所述方法进一步运行至步骤S8。否则，所述方法运行至步骤S5。
在步骤S5中，将相应的第二加速运行测试n正如在步骤S1和S2中那样重复，但是其中与之不同地，为运行变量配设的缸体不进行喷射，也即，nz=NZ-1。
然后在步骤S6中，从实时执行的加速运行测试n的所求取的测试参量中求取绝对的总喷射量。
这一点又借助于关系式(4)进行，其中使用第二因数f(nz=NZ-1)取代因数f(nz=NZ)，因为对由马达所作出的功而言，在NZ-1个活动的缸体的情况下，另一个关系式适用作为带有NZ个活动的缸体。
在步骤S7中，运行变量增加，也即n:=n+1。之后，所述方法运行至步骤S4。
在步骤S8中，借助所求取的绝对的第一总喷射量和NZ个绝对的第二总喷射量确定用于每个单个的喷射器的单独的喷射量漂移。对此，相应地对确定的喷射器而言，在加速运行测试(其中属于所述喷射器的缸体非活动)中所求取的绝对的第二总喷射量从绝对的第一总喷射量减去，并且将结果除以每个缸体的喷射的数量N。
在步骤S8中，能够作为替代方案或附加方案，使用上述的关系式(4)，以便从带有非活动的缸体的测试中求取相对的量差，而从带有所有的缸体NZ活动的测试(步骤S1和S2)中得到绝对的喷射量。
接下来，所述方法结束，其中所求取的结果能够在显示器或打印机上输出。
在图3中以“I”标识的所述方法的部分用于借助测试过程来确定绝对的第一总喷射量，其中在所有的缸体中喷射是活动的。
在图3中以“II”标识的所述方法的部分用于借助测试过程来相应地确定绝对的第二总喷射量，其中在一个缸体中喷射是非活动的。
Claims (9)
1.用于求取带有缸体数量NZ的以内燃机为形式的马达(9)的喷射器(31)的绝对的燃料喷射量的方法，其特征在于，
基于加速运行测试所获取的测量数据以及马达(9)的预先确定的马达特定的因数f(nz=NZ)求取所有的喷射器(31)的绝对的第一总喷射量Minj(nz=NZ)，在该加速运行测试中马达(9)的所有的缸体是活动的，在所有的缸体活动的情况下确定所述因数并且储存在工厂诊断测试仪器（7）和/或马达控制器（1）中，其中测量数据是最大达到的马达转速nmax、在带有活动的喷射的加速运行期间的第一速度变化率a1、带有非活动的喷射的马达转速的第二速度变化率a2以及马达(9)的怠速转速nidle，或者说这些参量由所获取的测量数据中导出，并且合适用于描述在加速运行测试期间的马达转速n(t)的时间走势，
其中基于下述的关系求取相应的绝对的喷射量Minj(nz)：
，
其中f(nz)是用于在nz个活动的缸体的情况下的马达的恒定的预先确定的因数。
2.按照权利要求1所述的方法，
基于另外的加速运行测试的测量数据以及马达特定的因数f(nz-1)求取至少一个绝对的第二总喷射量Minj(nz=NZ-1)，在该加速运行测试中至少一个缸体是非活动的，在一个非活动的缸体的情况下确定所述因数。
3.按照权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，基于能量平衡Egez求取相应的绝对的总喷射量Minj(nz)。
4.按照权利要求3所述的方法，
其特征在于，基于至少一个由在怠速转速nidle的情况下的马达(9)的动能Eidle以及由马达(9)在加速运行期间所作出的功Wext求取相应的绝对的总喷射量Minj(nz)。
5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于第二速度变化率a2求取有待由马达(9)产生的、由于摩擦以及外部的功造成的力矩需求Mreib。
6.按权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，要考虑的是，由马达(9)直至达到最大转速nmax所作出的功和由此绝对的总喷射量平方地与所达到的最大转速nmax有关。
7.用于执行按照权利要求1到6中任一项所述的方法的装置，
其特征在于，相应地编程的工厂诊断测试仪器(7)通过马达(9)的相应编程的马达控制器(1)的接头部位(3)能够连接，并且所述方法的执行能够通过工厂诊断测试仪器(7)和/或马达控制器(1)控制，其中至少一个预先确定的马达特定的因数f(nz)储存在工厂诊断测试仪器(7)和/或马达控制器(1)中，在nz个缸体活动的条件下，所述因数比例于马达的惯性矩。
8.能够编程的机构，其特征在于，如果计算机程序代码在此机构上实施，则此机构实施按照权利要求1到6中任一项所述的方法。
9.按权利要求8所述的机构，该机构是工厂诊断测试仪器(7)和/或马达控制器(1)。
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