CN110529266B - 用于诊断燃烧发动机的气门控制时间的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于诊断燃烧发动机(1)的气门控制时间的方法，其中取决于曲轴信号测定实际进气管压力信号的曲线，其中将该实际进气管压力信号的曲线与理想进气管压力信号的曲线进行比较并且以该实际进气管压力信号与该理想进气管压力信号的能够预先确定的偏差诊断气门控制时间的偏移。

Description

用于诊断燃烧发动机的气门控制时间的方法
技术领域
本发明涉及一种用于诊断燃烧发动机的气门控制时间的方法。
背景技术
在现代车辆中，气门控制器是用于优化燃烧发动机的重要部件。该气门控制器是在往复活塞式发动机中控制气门并因此通过打开和关闭进气通道和排气通道来控制换气的控制器。该气门控制器几乎用于所有四冲程发动机。在此，气门通过凸轮被凸轮轴打开，并且通常由于弹簧的压力而再次被关闭。气门何时打开和关闭对待点燃的混合物并且因此也对燃烧时对应形成的排气具有显著影响。
目前可以通过检测和偏移凸轮轴传感轮的感测图案来确定打开和关闭时间点的不希望的偏移。由于排放相关性，法律上要求确定气门控制时间的偏移。
发明内容
在第一方面中，提出一种用于诊断燃烧发动机的气门控制时间的方法，其中取决于曲轴信号测定实际进气管压力信号的曲线，其中将该实际进气管压力信号的曲线与理想进气管压力信号的曲线进行比较并且以该实际进气管压力信号与该理想进气管压力信号的能够预先确定的偏差来诊断气门控制时间的偏移。
该方法具有特别的优点，即可以借助实际进气管压力信号的曲线与理想进气管压力信号的曲线的比较来识别气门控制时间的变化。这些气门的打开和关闭时间形成进气管压力信号内部的特征。因此，气门控制时间的变化(例如由于齿条带裂缝或控制链裂缝)可以直接地借助实际进气管压力信号与理想进气管压力信号的偏差来识别。在进气管压力信号与特定的曲轴位置的相关性中，可以诊断变化。从实际进气管压力信号的曲线与理想进气管压力信号的曲线的比较中确定偏差，使得可以识别这两条曲线之间的偏移。
此外有利的是，借助进气管压力传感器来测定实际进气管压力信号，因为由此可以节省凸轮轴传感器，因为可以借助进气管压力传感器来执行对气门控制时间的诊断。
在一个有利的改进方案中可以提出，借助热膜空气质量传感器信号和节流阀瓣信号对该进气管压力信号进行建模。这对于没有安装进气管压力传感器的系统是有利的。同样可设想用于对进气管压力信号进行建模的其他传感器，例如，温度传感器或其他压力传感器。
此外可以提出，借助实际进气管压力和理想进气管压力的曲线的特征来测定偏差。这些气门的打开和关闭在进气管压力的信号中留下特征。
在一个有利的改进方案中可以提出，该特征与该实际进气管压力和/或该理想进气管压力的最小值和/或最大值相对应。最小值和最大值表示用于比较信号的有利的比较点。这些表示特征的比较点可以容易地(例如借助于控制装置)计算确定并用于该方法。
此外可以提出，所述特征对应于可预先确定的曲轴位置。
在一个替代性的改进方案中可以提出，该特征与取决于实际进气管压力和/或理想进气管压力的梯度相对应。
有利的是，在检测偏差时，将燃烧发动机转换为紧急运行。由此可以减少对燃烧发动机的损坏。
在一个有利的改进方案中可以提出，该运行状态是静止的运行状态，优选为燃烧发动机的空载运行状态或可预先确定的负载状态。
在另一个方面中，本发明涉及一种设备，尤其控制装置和计算机程序，它们被配置、尤其被编程为用于实施这些方法之一。在又一个方面中，本发明涉及一种存储有该计算机程序的、机器可读的存储介质。
附图说明
下面参照附图并借助实施例更详细地描述本发明。在附图中
图1示出了燃烧发动机的示意图，
图2示出了用于诊断燃烧发动机的气门控制时间的方法的过程的第一实施例，
图3示出了用于诊断燃烧发动机的气门控制时间的方法的过程的第二实施例。
具体实施方式
图1示出了具有气缸2的燃烧发动机1的示意图，该气缸与活塞3共同围成燃烧室。活塞3与连杆5以已知的方式方法与(未详细示出的)曲轴6连接。优选地借助于曲轴传感器9来测定曲轴信息，例如，角度时钟信息(包括相位)。曲轴传感器9的电信号被供应到电子的控制单元10。在图1中示出了四冲程奥托发动机，该四冲程奥托发动机还包括至少一个进气门11以及至少一个排气门12，该进气门和排气门例如由此处未示出的凸轮轴例如借助于凸轮等来进行致动。在此，该凸轮轴通过曲轴6、例如通过齿条带或通过控制链被驱动。如果该齿条带例如通过老化现象而磨损或控制链节延长，那么可以使气门开启时间偏移。在最坏的情况下，这可能导致发动机损坏。此外，在曲轴6处存在转速传感器，借助该转速传感器可以测定燃烧发动机1的转速。该转速传感器的电信号被供应到电子的控制单元10。火花塞15以已知的方式用于点燃混合物；喷嘴16用于混合物形成，该喷嘴例如在进气门11之前不远处喷射到吸气通道17中。另外，在吸气通道17中可以布置有节流阀瓣18，该节流阀瓣与节流阀瓣位置传感器19相连，该节流阀瓣位置传感器进而可以将电信号传输至控制装置10。在吸气通道17中还布置有进气管压力传感器20，借助该进气管压力传感器可以测量吸气通道17中的压力并且可以将其传输至控制装置10。在此，进气管压力传感器20优选布置在节流阀瓣18的下游且在进气门11的上游。替代于进气管压力传感器20或除了进气管压力传感器之外，还可以在吸气通道17中安装热膜空气质量传感器36，借助该热膜空气质量传感器可以测量吸气通道17中的压力并且可以将其传输至控制装置10。在此，热膜空气质量传感器36优选布置在吸气通道的进气口的下游且在节流阀瓣18的上游。可由控制装置10电控制的旁通管21用于空载调节。在当前实施例中未示出的是起动器，该起动器例如是在现有技术中例如已知的，可以通过自由轮机构或可电切换的离合器与燃烧发动机1的曲轴连接，并且包括用于起动燃烧发动机1的电动机。排气门12在打开的状态下将燃烧室与排气管29连接，该排气管在消声的情况下将燃烧气体释放到环境中。在排气管29处布置有λ探测器28布置，该λ探测器测量在排气管气体中的剩余氧气并且由此测量燃烧所基于的空气/氧气比率λ，并且将其作为电信号传输到电子控制单元10。替代地或附加地，燃烧发动机还可以是增压的燃烧发动机。
在图2中示出了在第一实施例中用于诊断燃烧发动机1的气门控制时间的方法的示例性的过程。
在第一步骤500中，借助进气管压力传感器20测定进气管线17中的实际进气管压力信号、尤其实际压力信号。由进气管压力传感器20测定的信号优选由控制装置10接收并存储。在此，该信号的传输优选为以有线或无线的方式进行。
替代地或附加地，还可以借助于热膜空气质量传感器36取决于节流阀瓣位置信号来对进气管线17中的实际进气管压力信号进行建模。
在步骤510中，将所测定的实际压力信号与曲轴位置进行关联。为此，对借助于曲轴传感器测定的曲轴角度与所测定的实际压力信号进行平衡，使得可以取决于曲轴信号并且由此取决于曲轴角度来测定进气管压力的实际曲线。该曲轴信号优选作为矩形电压信号存在并且借助于控制装置10优选地在0°至720°之间的角度范围内转换。
在此，该实际进气管压力的曲线可以优选地在具有可预先确定的起动时间点和可预先确定的结束时间点的时间段上测定并且由控制装置10接收并存储。替代地或附加地，该曲线的测定还可以只有在例如存在燃烧发动机1的可预先确定的运行状态时才开始。可预先确定的运行状态优选地为静止的或几乎静止的运行状态，例如为燃烧发动机的空载状态。其他可能的运行状态是燃烧发动机1的具有几乎恒定的负载或恒定的转速的运行状态。
在步骤520中，对实际进气管压力的曲线与理想进气管压力的曲线进行平衡。可以例如针对燃烧发动机1的不同运行状态在试验台或车辆上测定取决于曲轴信号的理想进气管压力的曲线并且将其存储在控制装置10中。该理想进气管压力的曲线优选被存储在控制装置10的特征图表中。
在下一步骤530中进行计算实际进气管压力的曲线与理想进气管压力的曲线的偏差。这例如可以通过这两条曲线的差值形成来进行。为此，特征(例如最大值或最小值)以及附属的理想曲轴位置可以优选地在理想进气管压力的曲线中确定。
随后在实际进气管压力的曲线中测定附属的特征和附属的实际曲轴位置。
随后形成针对特征的所测定的理想曲轴位置与实际曲轴位置之间的差值并且相对于可预先确定的阈值进行检查。
在此，如果差值超过可预先确定的阈值，则可以由控制装置10来实施代替反应。可能的代替反应例如为激活故障指示灯或激活燃烧发动机1的紧急运行。
因为实际进气管压力的曲线与理想进气管压力的曲线的偏差直接地与气门控制时间相关，因此可以推导出缺陷，例如齿条带老化、齿条带裂缝、控制链裂缝、控制链伸长或部件的缓慢老化。由此可以防止燃烧发动机的故障并且避免燃烧发动机1的排放变差。
替代地或附加地，可以根据这两个曲轴位置的差异的标记来确定气门控制时间的提前或滞后调节。在差异为正标记的情况下，气门控制时间为提前调节，而在差异为负标记的情况下，气门控制时间为滞后调节。
替代性地，还可以使用实际进气管压力内的特征来测定偏差。
随后该方法可以从步骤500开始并继续。
在图3中示出了在第二实施例中的用于诊断燃烧发动机1的气门控制时间的方法的示例性的过程。
在该替代性的实施方式中，该特征可以作为梯度被确定。
在第一步骤600中，控制装置10测定并存储针对优选两个可预先确定的曲轴角度的第一和第二理想进气管压力值。优选地选择两个连续的曲轴角度。以下将这两个值称为第一和第二曲轴角度。
在另一个步骤610中，控制装置10测定并存储通过第二理想进气管压力值与第一理想进气管压力值之差和第二曲轴角度与第一曲轴角度之差的划分而产生的第一梯度。
在步骤620中，控制装置10测定并存储在角度为第一曲轴角度时的第一实际进气管压力值和在角度为第二曲轴角度时的第二实际进气管压力值。
在步骤630中，控制装置10测定并存储通过第二实际进气管压力值与第一实际进气管压力值之差和第二曲轴角度与第一曲轴角度之差的划分而产生的第二梯度。
然后在步骤640中，通过控制装置10测定第一梯度和第二梯度的差值并且相对于可预先确定的阈值进行检查。
在此，如果差值超过可预先确定的阈值，则可以由控制装置10来实施代替反应。可能的代替反应例如为激活故障指示灯或激活燃烧发动机1的紧急运行。
随后该方法可以从步骤600开始并继续。

Claims (10)

1.一种用于诊断燃烧发动机(1)的气门控制时间的方法，
其中取决于曲轴信号测定实际进气管压力信号的曲线，其特征在于，将该实际进气管压力信号的曲线与理想进气管压力信号的曲线进行比较并且以该实际进气管压力信号与该理想进气管压力信号的能够预先确定的偏差来诊断气门控制时间的偏移,其中借助该实际进气管压力信号和该理想进气管压力信号的曲线的特征来测定该实际进气管压力信号的曲线与理想进气管压力信号的曲线之间的偏差，其中在所属理想进气管压力的曲线中确定特征以及附属的理想曲轴位置，其中在实际进气管压力的曲线中测定特征和附属的实际曲轴位置，并且其中根据所测定的理想曲轴位置与实际曲轴位置之间的差值来确定所述偏差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于进气管压力传感器(20)测定该实际进气管压力信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助热膜空气质量传感器信号和节流阀瓣信号对该实际进气管压力信号进行建模。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该实际进气管压力信号的特征与该实际进气管压力最小值和/或最大值相对应，并且该理想进气管压力信号的特征与该理想进气管压力的最小值和/或最大值相对应。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该实际进气管压力信号的特征与取决于该实际进气管压力的梯度相对应，并且该理想进气管压力信号的特征与取决于该理想进气管压力的梯度相对应。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检偏差时，将该燃烧发动机(1)转换为紧急运行。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以所述燃烧发动机(1)的静止的或几乎静止的运行状态来执行诊断。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以所述燃烧发动机(1)的空载运行状态或能够预先确定的负载状态来执行诊断。
9.一种电子存储介质，其具有计算机程序，所述计算机程序被配置成用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.一种被配置成用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的控制装置(10)。
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