CN107923339A - 用于获取内燃机的喷射系统中的故障的原因的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获取作为喷射方式具有进气管喷射和直接喷射的内燃机（100、200）的喷射系统中的故障的原因的方法，其中，如果对于为所述内燃机（100、200）的燃烧室（103）分配的喷射系统来说在至少一个第一燃烧过程中存在故障，所述两种喷射方式中的、在所述至少一个第一燃烧过程中所使用的第一种喷射方式则在至少一个第二燃烧过程中被所述两种喷射方式中的第二种喷射方式所取代，并且其中，如果在所述至少一个第二燃烧过程中不再识别出所述故障，则将所述故障的原因分配给所述第一种喷射方式。

Description

用于获取内燃机的喷射系统中的故障的原因的方法

技术领域

本发明涉及一种用于获取具有进气管喷射和直接喷射的内燃机的喷射系统中的故障的原因的方法以及用于实施所述方法的一种计算单元和一种计算机程序。

背景技术

一种可能的用于在汽油马达中进行燃料喷射的方法是进气管喷射，所述进气管喷射越来越多被燃料直接喷射接替。后一种方法在燃烧室中引起明显更好的燃料分布并且由此以更小的燃料消耗引起更好的功率收益。

此外，也存在具有进气管喷射和直接喷射的组合、所谓的双重系统的汽油马达。这恰恰由越来越严格的排放要求或者排放极限值看来是有利的，因为所述进气管喷射比如在中等的负荷范围内引起比直接喷射更好的排放值。而在全负荷范围内，所述直接喷射比如能够降低所谓的爆震。在这里，通过燃烧室中的燃料气化引起的冷却效应能够实现更早的点火角，这能够实现更高的效率或者更小的消耗。

在燃烧过程中在此可能出现由所述喷射系统所引起的故障。

发明内容

按照本发明，提出具有独立的专利权利要求的特征的、一种用于获取内燃机的喷射系统中的故障的方法以及用于实施所述方法的一种计算单元和一种计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求和以下说明书的主题。

发明优点

按本发明的方法用于获取作为喷射方式具有进气管喷射和直接喷射的内燃机的喷射系统中的故障的原因。为此，如果对于为所述内燃机的燃烧室分配的喷射系统来说在至少一个第一燃烧过程中存在故障，所述两种喷射方式中的、在所述至少一个第一燃烧过程中所使用的第一种喷射方式就在至少一个第二燃烧过程中被所述两种喷射方式中的第二种喷射方式所取代。而后如果在所述至少一个第二燃烧过程中不再识别出所述故障，则将所述故障的原因分配给所述第一种喷射方式。这样的故障比如能够是太小的或者太高的被加入到所述燃烧室中的燃料量，这尤其意味着所述燃烧室中的不期望的空气-燃料-比并且比如可能导致点火中断。

在此，本发明利用所述双重系统，也就是不仅具有进气管喷射而且具有直接喷射的内燃机，由此能够通过两种不同的方式将燃料加入到所述燃烧室中。如果现在在一个燃烧过程中识别出所述喷射系统中的故障，那么比如能够在后来的燃烧过程中更换所述喷射方式。如果比如使用纯粹的直接喷射并且识别出故障，则比如能够在所述后来的燃烧过程中使用纯粹的进气管喷射。如果而后不再识别出所述故障，则能够认为，所述故障的原因在于所述直接喷射。能够完全一样地从纯粹的直接喷射转换到纯粹的进气管喷射上。通过这种方式，能够非常容易地将所识别的故障的原因分配给所述喷射方式。不言而喻，能够为所述内燃机的每个燃烧室或者汽缸实施这样的方法。尤其由此能够进行汽缸所独有的或者喷射器所独有的故障分配。

如果在所述至少一个第二燃烧过程中继续识别出故障并且如果在所述至少一个第一燃烧过程中已经使用了所述两种喷射方式，所述第二种喷射方式则在至少一个第三燃烧过程中被所述第一种喷射方式所取代，并且，如果在所述至少一个第三燃烧过程中不再识别出故障，则将所述故障的原因分配给所述第二种喷射方式。对于在不取决于有待通过所述两种喷射方式加入的燃料量的精确的分配的情况下同时使用所述两种喷射方式时识别出所述故障这种情况来说，可能出现下述结果：在第一步骤中无法分配所述故障的原因。如果比如在通过所述两种喷射方式均匀地分配燃料量时在后来的燃烧过程中转换到纯粹的进气管喷射上，也就是说前面借助于直接喷射来加入的燃料而后借助于进气管喷射来加入，那么可能的是，所述故障继续出现。其原因可能是，所述故障在于所述进气管喷射中。因此如果现在在另一个燃烧过程中转换到纯粹的直接喷射上，在而后不再识别出所述故障时就能够将所述故障的原因分配给所述进气管喷射。由此，这也能够在同时使用所述两种喷射方式时容易地分配所识别的故障的原因。

有利的是，根据至少一个取决于燃烧的参量的、偏离相应的比较值的偏差来识别故障，所述取决于燃烧的参量包括转速和/或燃烧室压力和/或废气中的λ值。太小的所配给的燃料量导致燃烧室中的更小的压力并且由此导致更小的、在燃烧时被施加到所述燃烧室中的活塞上的力。这又通过相关的燃烧室导致被改变的转矩，这可以在被改变的转速中看出来。尤其在此通过曲轴旋转一圈来看的转速波动与在正常的运行时不一样。在废气中太少地配给的燃料量能够通过被改变的λ值来获取。因此，通过这种方式能够非常容易地借助于通常本来就存在的器件、比如转速计、燃烧室压力传感器或者λ探测器来识别出故障。

所述相应的比较值适当地包括在所述内燃机的多个、尤其全部燃烧室的范围内所属的取决于燃烧的参量的平均值或者包括能够预先给定的目标值。在使用所述平均值时，能够非常容易地实施相对的调准。可能的系统性的、在所有燃烧室中出现的测量误差而后能够被忽略。在使用像比如能够借助于测试测量来获取的目标值时，能够进行非常精确的故障识别。

如果已经分配了所述故障的原因，则优选为了确认所述故障而在至少一个第四燃烧过程中使用下述喷射方式，已经将所述故障分配给所述喷射方式。通过这种方式，能够关于实际上的故障原因实现更大的可靠性或者诊断稳健性，方法是：再次对假定的引起故障的喷射方式进行检查。这经常也被称为所谓的故障防错，在进行所述故障防错时比如能够排除比如通过信号干扰引起的偶尔的故障。

如果已经分配了所述故障的原因，则有利地为所述内燃机的进一步的运行还仅仅使用下述喷射方式，还没有将所述故障分配给所述喷射方式。由此，对所述进一步的运行来说能够通过简单的方式来避免另外的故障并且尤其也避免恶化的排放值。此外，而后比如也能够将所识别的故障保存在故障存储器或者类似器件中。

如果还没有分配所述故障的原因并且继续识别出所述故障，并且如果没有对所述燃烧室的点火机构实施检查，则优选将所述故障的原因分配给所述点火机构。如果喷射系统作为原因而剔除，那么通常下一个最有可能的原因就是所述点火机构、尤其是火花塞。如果没有对所述点火机构进行分开的检查，那么作为故障原因能够非常容易地推断出所述点火机构。

如果还没有分配所述故障的原因并且继续识别出所述故障，并且如果对所述燃烧室的点火机构实施了检查，并且如果所述故障的原因还没有被分配给所述点火机构，则有利地将所述故障的原因分配给用于所述燃烧室的进气机构。如果比如通过对所述火花塞的触头和/或所述火花塞的电阻进行电方面的检查这种方式对所述点火机构进行分开的检查，那么下一个最有可能的原因通常是所述进气机构，在那里尤其是进气管中的空气质量测量计。通过这种方式，由此能够非常容易地获取故障原因。

机动车的按本发明的计算单元、比如控制器、尤其是马达控制器尤其在程序技术上被设立用于实施按本发明的方法。

以计算机程序的形式来实施所述方法的方案是有利的，因为这尤其在执行用的控制器还用于另外的任务并且因此本来就存在时引起的成本特别低。合适的用于提供计算机程序的数据载体尤其是磁性存储器、光学存储器和电存储器、像比如硬盘、闪存、EEPROM、DVD以及类似更多的存储器。也能够通过计算机网络（互联网、内联网等等）来下载程序。

本发明的另外的优点和设计方案从说明书和附图中得出。

附图说明

本发明借助于实施例在附图中示意性地示出并且下面参照附图来进行描述。附图中：

图1a和1b示意性地示出了两个内燃机，所述内燃机能够考虑用于按本发明的方法；

图2示意性地示出了内燃机的汽缸，所述汽缸能够考虑用于按本发明的方法；

图3示意性地示出了按本发明的方法的在一种优选的实施方式中的流程；并且

图4示意性地示出了按本发明的方法的在另一种优选的实施方式中的流程。

具体实施方式

在图1a中示意性地并且简化地示出了一种内燃机100，该内燃机能够考虑用于按本发明的方法。所述内燃机100示范性地具有四个燃烧室103和一个进气管106，该进气管被连接到燃烧室103的每个燃烧室上。

在此，所述进气管106为每个燃烧室103具有一个燃料喷射器107，所述燃料喷射器在所述进气管的相应的区段中布置在所述燃烧室之前不远处。所述燃料喷射器107由此用于进气管喷射。此外，每个燃烧室103都具有一个用于直接喷射的燃料喷射器111。

在图1b中示意性地并且简化地示出了另一种内燃机200，该内燃机能够考虑用于按本发明的方法。所述内燃机100示范性地具有四个燃烧室103和一个进气管206，该进气管被连接到燃烧室103的每个燃烧室上。

所述进气管206在此为所有燃烧室103具有一个共同的燃料喷射器207，该燃料喷射器在所述进气管中比如布置在这里未示出的节气门之后不远处。所述第一燃料喷射器207由此用于进气管喷射。此外，每个燃烧室103具有一个用于直接喷射的燃料喷射器111。

两个所示出的内燃机100和200由此拥有所谓的双重系统、也就是拥有进气管喷射和直接喷射。区别仅仅在于进气管喷射的方式。像比如能够为更高值的内燃机所使用的那样，比如在图1a中示出的进气管喷射允许个性化地为每个燃烧室进行燃料配给，而在图1b中所示出的进气管喷射则在其构造和其操控方面更加简单。所述两个所示出的内燃机尤其能够是汽油马达。

在图2中示意性地并且简化地、但是比在图1a中更详细地示出了所述内燃机100的一个汽缸102。所述汽缸102拥有燃烧室103，该燃烧室通过活塞104的运动来扩大或者缩小。当前的内燃机尤其能够是汽油马达。

所述汽缸102具有进气门105，用于将空气或者燃料-空气-混合物放入到所述燃烧室103中。空气通过所述作为进气机构的部件的进气管106来输入，所述燃料喷射器107处于所述进气管上。所吸入的空气通过所述进气门105来放入到所述汽缸102的燃烧室103中。所述进气系统中的节气门112用于设定进入到汽缸102中的必需的空气质量流量。在所述进气管106中设置了空气质量测量计120，借助于该空气质量测量计能够检测被加入到所述燃烧室中的空气量。

能够在进气管喷射的过程中运行所述内燃机。借助于所述燃料喷射器107在这种进气管喷射的过程中将燃料喷射到所述进气管106中，从而在那里形成空气-燃料-混合物，所述空气-燃料-混合物通过所述进气门105被放入到所述汽缸102的燃烧室103中。为了检测所述燃烧室103中的压力而设置了燃烧室压力传感器121。

也能够在直接喷射的过程中运行所述内燃机。为此目的，所述燃料喷射器111被安置在所述汽缸102上，用于将燃料直接喷射到所述燃烧室103中。在进行这种直接喷射时，为进行燃烧所需要的空气-燃烧-混合物直接在所述汽缸102的燃烧室103中形成。

所述汽缸102此外设有点火机构110，用于为了在所述燃烧室103中开始燃烧而产生点火火花。

燃烧废气在燃烧之后通过排气管108被从所述汽缸102中排出。所述排出过程在取决于同样布置在所述汽缸102上的排气门109的打开的情况下进行。打开并且关闭进气门和排气门105、109，用于以所熟知的方式来执行所述内燃机100的四冲程运行。在所述排气管108中设置了λ探测器122，借助于该λ探测器能够检测所述废气中的剩余氧气含量，从中又能够推算出所述燃烧室中的空气-燃料-比。

能够用直接喷射、用进气管喷射或者以混合运行方式来运行所述内燃机100。这能够根据瞬时的工作点来选择相应最佳的、用于运行所述内燃机100的运行模式。因此，如果以低的转速和低的负荷来运行所述内燃机100，则比如能够以进气管喷射运行方式来运行该内燃机，并且如果以高的转速和高的负荷来运行所述内燃机，则能够以直接喷射运行方式来运行该内燃机。但是，在大的运行范围的范围内有意义的是，以混合运行方式来运行所述内燃机100，对于所述混合运行方式来说有待输送给所述燃烧室103的燃料量按份额地通过进气管喷射和直接喷射来输入。

此外，设置了作为控制器115来构成的、用于对所述内燃机100进行控制的计算单元。所述控制器115能够以直接喷射方式、进气管喷射方式或者混合运行方式来运行所述内燃机100。此外，所述控制器115也能够从所述空气质量测量计120、所述燃烧室压力传感器121和所述λ探测器122处采集测量值。

所述内燃机100的关于图2详细解释的作用原理也能够套用到按照图1b的内燃机200上，仅仅存在以下差别：为所有燃烧室或者汽缸仅仅设置了一个共同的燃料喷射器。因此，在进气管喷射时或者在混合运行时为所有汽缸使用所述进气管中的唯一的燃料喷射器。

在图3中示意性地示出了按本发明的方法的、在一种优选的实施方式中的流程。在步骤300中在此首先能够在这里示范性地借助于纯粹的直接喷射进行所述内燃机的正常的运行。

在步骤310中，现在能够识别出所述内燃机的燃烧室的喷射系统中的故障。所述故障比如能够是点火中断。所述点火中断能够根据取决于燃烧的参量、比如根据所述废气中的λ值的借助于所述λ探测器所检测到的偏差和/或所述燃烧室中的借助于所述燃烧室压力传感器所检测到的压力偏差并且/或者根据转速变化来识别。

在步骤320中，现在能够将所述内燃机的运行为相关的燃烧室或者也可选为所有燃烧室而转换到纯粹的进气管喷射上。如果现在在步骤330中重新检查故障并且不再识别出故障，那就能够将所述故障的原因分配给所述直接喷射。

随后，能够按照步骤330借助于纯粹的进气管喷射来为相关的燃烧室或者也可选为所有燃烧室继续所述内燃机的进一步的运行。

如果作为步骤330的替代方案按照步骤350重新检查所述故障并且继续识别出所述故障，则可以认为，所述故障的原因不是所述直接喷射。在所述直接喷射和进气管喷射中同时存在故障非常不可能并且因此这能够被忽略。

在步骤360中，能够为所述内燃机的进一步的运行又调回到直接喷射上，因为在那里没有看到所述故障的原因。在步骤370中，现在还能够检查所述点火机构。如果也在那里排除所述故障的原因，则能够在步骤380中将所述故障的原因分配给所述进气机构，在那里尤其分配给所述空气质量测量计。

在图4中示意性地示出了按本发明的方法的、在另一种优选的实施方式中的流程。在步骤400中，在此首先能够在这里示范性地借助于直接喷射和进气管喷射来进行所述内燃机的正常的运行。直接喷射与进气管喷射之间的分配在此比如能够相应地以相同的份额来进行。

在步骤410中，现在能够识别出所述内燃机的燃烧室的喷射系统中的故障。所述故障比如能够是点火中断。所述点火中断比如能够根据取决于燃烧的参量、根据所述废气中的λ值的借助于所述λ探测器所检测到偏差和/或所述燃烧室中的借助于所述燃烧室压力传感器所检测到的压力偏差并且/或者根据转速变化来识别。

在步骤420中，现在能够将所述内燃机的运行为相关的燃烧室或者可选为所有燃烧室而转换到纯粹的进气管喷射上。这意味着，按照所述正常的运行借助于进气管喷射来加入到所述燃烧室中的燃料量也继续借助于所述进气管喷射来加入。但是，按照所述正常的运行借助于直接喷射加入到所述燃烧室中的燃料量现在同样借助于所述进气管喷射来加入。

如果现在在步骤430中重新检查所述故障并且继续识别出所述故障，那么还不能明确地分配所述故障的原因。因此，在步骤440中能够转换到纯粹的直接喷射上。这意味着，按照所述正常的运行借助于直接喷射来加入到所述燃烧室中的燃料量也继续借助于直接喷射来加入。但是，按照所述正常的运行借助于进气管喷射加入到所述燃烧室中的燃料量现在同样借助于所述直接喷射来加入。

现在足以能够判断，所述喷射方式之一是否是所述故障的原因，并且如果是所述故障的原因，哪一种喷射方式是所述故障的原因。就此而言，现在比如能够就像在图3中一样在所述步骤320之后继续进行处理。

Claims (11)

1. 用于获取作为喷射方式具有进气管喷射和直接喷射的内燃机（100、200）的喷射系统中的故障的原因的方法，

其中，如果对于为所述内燃机（100、200）的燃烧室（103）分配的喷射系统来说在至少一个第一燃烧过程中存在故障，两种喷射方式中的、在所述至少一个第一燃烧过程中所使用的第一种喷射方式则在至少一个第二燃烧过程中被所述两种喷射方式中的第二种喷射方式所取代，并且

其中，如果在所述至少一个第二燃烧过程中不再识别出所述故障，则将所述故障的原因分配给所述第一种喷射方式。

2.按权利要求1所述的方法，其中，如果在所述至少一个第二燃烧过程中继续识别出所述故障并且如果在所述至少一个第一燃烧过程中已经使用了两种喷射方式，所述第二种喷射方式则在至少一个第三燃烧过程中被所述第一种喷射方式所取代，并且其中，如果在所述至少一个第三燃烧过程中不再识别出故障，则将所述故障的原因分配给所述第二种喷射方式。

3.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据至少一个取决于燃烧的参量的、偏离相应的比较值的偏差来识别所述故障，所述取决于燃烧的参量包括转速和/或燃烧室压力和/或废气中的λ值。

4.按权利要求3所述的方法，其中所述相应的比较值包括在所述内燃机（100、200）的多个燃烧室（103）的范围内所属的取决于燃烧的参量的平均值或者包括能够预先给定的目标值。

5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果已经分配了所述故障的原因，则为了确认所述故障而在至少一个第四燃烧过程中使用下述喷射方式，已经将所述故障分配给所述喷射方式。

6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果已经分配了所述故障的原因，则对所述内燃机（100、200）的进一步的运行来说还仅仅使用下述喷射方式，还没有将所述故障分配给所述喷射方式。

7.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果还没有分配所述故障的原因并且继续识别出所述故障，并且如果没有对所述燃烧室的点火机构实施检查，则将所述故障的原因分配给所述点火机构。

8.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果还没有分配所述故障的原因并且继续识别出所述故障，并且如果对所述燃烧室（103）的点火机构（110）实施了检查，并且如果所述故障的原因还没有被分配给所述点火机构（110），则将所述故障的原因分配给用于所述燃烧室（103）的进气机构。

9.计算单元（115），所述计算单元被设立用于实施按前述权利要求中任一项所述的方法。

10.计算机程序，所述计算机程序在其在计算单元（115）上被执行时促使所述计算单元（115）实施按权利要求1到8中任一项所述的方法。

11.机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质具有在其上面所保存的按权利要求10所述的计算机程序。