CN114829756A - 用于诊断动力传动系统的一部分的方法 - Google Patents

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CN114829756A CN201980103085.7A CN201980103085A CN114829756A CN 114829756 A CN114829756 A CN 114829756A CN 201980103085 A CN201980103085 A CN 201980103085A CN 114829756 A CN114829756 A CN 114829756A
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Abstract

本公开涉及一种用于诊断动力传动系统(10)的一部分的方法，所述动力传动系统包括内燃机系统(11)，所述内燃机系统具有内燃机(12)，所述内燃机设有多个气缸(31‑36)，每个气缸设有进气门(3)和排气门(4)，所述方法包括下列步骤：操作(S10)任一个气缸的进气门和排气门中的任一个，以在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间；响应于所述空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，确定(S20)动力传动系统的所述部分的操作行为；和将动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较(S30)。

Description

用于诊断动力传动系统的一部分的方法
技术领域
本公开涉及一种用于诊断动力传动系统的一部分的方法。该方法特别适用于包括内燃机系统的车辆的动力传动系统。虽然将主要关于卡车描述该方法，但是该方法也可以适用于通过内燃机推进的其它类型的车辆。特别地，本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。本公开还涉及一种用于执行该方法的相应控制单元，以及一种包括这种控制单元的车辆。
背景技术
人们通常期望关于性能、效率、排气后处理等改进内燃机系统。另外，目前重型车辆领域的监管条件使得对提高当前车辆的燃料经济性和减少排放物的需求不断增加。在这种背景下，构成内燃机系统的组件可能需要以几种不同的方式进行改进。然而，对于监测内燃机系统的组件的运行也存在日益增长的需求。举例来说，车辆的控制单元可以执行对内燃机系统的一种或多种类型的诊断，例如，通过跟踪一个或多个组件的性能偏差。
已经提出了各种诊断发动机组件劣化或识别有故障的发动机组件的方法。US2017/0107924 A1公开了基于发动机系统的涡轮增压器的速度波动来调整发动机运行并诊断发动机系统的各个气缸的一个示例。
尽管在诊断动力传动系统及其组件领域开展了活动，但对进一步改进的需求仍然不断增加，这部分地是由于新型组件和新型内燃机系统的开发和引入。通常，将新型组件引入内燃机系统通常会对当前的诊断测试产生影响，或者甚至可能需要基于其它类型的运行参数以其它方式监测一些发动机组件。
发明内容
本公开的目标在于提供一种改进方法，以执行对动力传动系统的一部分的诊断，该方法提供了一种简单但灵活的诊断程序，该诊断程序可以在几种不同类型的动力传动系统组件上执行。该目标通过根据权利要求1所述的方法实现。
根据本公开的第一方面，目标通过一种用于诊断动力传动系统的一部分的方法实现。动力传动系统包括内燃机系统，内燃机系统具有内燃机，所述内燃机设有多个气缸。每个气缸设有进气门和排气门。
所述方法包括下列步骤：
-操作任一个气缸的进气门和排气门中的任何一个，以在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间；
-响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，确定动力传动系统的所述部分的操作行为；和
-将动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较。
以这种方式，可以通过以某种方式操作气门执行对动力传动系统的一个或多个组件的诊断。特别地，所述方法通过将空气脉冲形式的干扰喷射引入到动力传动系统的空气路径系统，即空气路径回路，并进一步比较系统的操作行为与系统的预期操作行为，来提供对瞬态行为偏差的监测。为此，所述方法允许响应于在不同负载条件期间空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间来确定对动力传动系统的所述部分的操作影响。
本公开的示例实施例对于具有全可变气门致动(VVA)系统的内燃机系统特别有用，其中，气门可以自由地操作以便在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间。
如本文将进一步描述的，根据示例实施例的诊断程序可以在几种不同类型的动力传动系统组件上执行。根据一个示例实施例，该方法可以用于诊断涡轮增压器性能的变化。根据一个示例实施例，该方法可以用于通过被布置在排气歧管和/或排气后处理系统(EATS)中的所谓的NOx传感器诊断来自内燃机的排气中的氧分率(oxygen fraction)。
示例实施例还可以用于解释未预期的发动机和/或涡轮增压器布置行为并预测未来的系统行为。这些信息对于未来的发动机和通用动力传动系统开发工作也可能很有价值。
通过在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的规定，该方法被配置成调整动力传动系统的空气路径系统中的空气流量。尽管操作任一个气缸的进气门和排气门中的任一个以在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的步骤中仅操作一个气缸的一个气门可能就足够了，但是操作每个气缸的至少一个气门以在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间可能更有利。
通常，虽然不是严格要求，但是在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的步骤可以包括在动力传动系统的空气路径系统中添加附加空气脉冲的步骤。也就是说，在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的步骤通常包括下列步骤：除了在动力传动系统的空气路径系统中的主要供应的空气脉冲之外，还在动力传动系统的空气路径系统中添加附加的空气脉冲。
另外或可替选地，在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的步骤可以包括下列步骤：调整(即延长)动力传动系统的空气路径系统中的主要供应的空气脉冲的持续时间，以及除了在动力传动系统的空气路径系统中的主要供应的空气脉冲之外，还在动力传动系统的空气路径系统中添加附加的空气脉冲。在其它示例实施例中，在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的步骤可以包括下列步骤：仅调整(即延长)动力传动系统的空气路径系统中的主要供应的空气脉冲的持续时间。
操作任一个气缸的进气门和排气门中的任何一个以在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的规定至少部分地基于在动力传动系统和/或内燃系统的空气路径中引入干扰的可能性。通过控制阀来调整空气脉冲的频率和/或持续时间和/或来添加穿过例如涡轮增压器布置的附加空气脉冲，可以将空气路径管理中的这些变化的影响与涡轮增压器布置的正常行为进行比较。空气脉冲的频率和/或持续时间和/或添加附加的空气脉冲可以以几种不同的方式来执行，例如，通过改变发动机的一个或多个气缸的气门升程水平和/或调整气门打开或关闭的正时。
存在各种方式来控制阀，以在动力传动系统的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间，包括但不限于内燃机和涡轮增压器布置，特别是对于设有全可变气门致动(VVA)布置的无凸轮发动机。
全可变气门致动系统可以由电-磁或电动-液压、电动液压-气动、电动液压-气动、电动-气动、气动或液压的致动器操作。此外，VVA系统可以构成可变凸轮轴或具有单独气门致动的VVA系统。举例来说，并且如本文进一步所述的，VVA系统通常可以包括至少一个流量控制阀组件，以调节穿过气门的流体介质的流量。
因为其对不同操作参数的通用性，所以VVA系统适合执行诊断。也就是说，全可变的VVA系统(其中气门正时，即进气门的打开和关闭)可以针对每个气门单独控制，因此每个气缸允许对动力传动系统的给定部分或组件执行改进的诊断。因此，VVA系统将在执行根据示例实施例的方法中提供增加的灵活性。
特别是，通过使用VVA系统，可以操作进气门和排气门中的任何一个，以便改变空气脉冲的频率和/或持续时间，例如除了气门的正常操作之外还引入附加的空气脉冲，以便估计动力传动系统的空气路径系统的当前行为。之后，该方法在不同负载条件期间执行关于空气脉冲的当前行为和预期行为之间的比较，以便提供对构成动力传动系统的一个或多个组件的性能的准确诊断。
另外，可以以不同的方式控制不同的气缸，并且降低气门升程，即一个或两个气门的升程/打开程度小于发动机正常运行期间的程度，可以与气门打开或关闭的调整正时相结合。在这种背景下，在不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间的步骤通常取决于在发动机正常运行期间对气门的主要控制。空气脉冲的频率可以例如通过以与进气门和排气门中的一个不同的正时打开和关闭进气门和排气门中的另一个来调整。然而，也可以以其它方式调整空气脉冲的频率，以便调整通过内燃机系统的空气路径系统的空气脉冲的频率，例如，通过在内燃机的负载条件期间连续两次打开排气门来调整。
当在不同负载条件期间空气脉冲的频率和/或持续时间已经被调整到对于特定应用和情况足够的水平时，可以执行下列两个步骤：响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，确定动力传动系统的一部分的操作行为；和将动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较。
动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为不同意味着与动力传动系统的所述部分的预期操作性能相比，所述部分的操作性能存在偏差。操作行为的偏差可能例如是指涡轮速度偏差、氧分率偏差等，如本文进一步所述。
在本公开的背景下，本文中使用的术语“负载条件”通常是指不同的发动机速度和/或不同的发动机扭矩。此外，负载条件可以指发动机的怠速状态以及发动机的稳态负载。在该示例中，空气脉冲的频率和/或持续时间可以在发动机的怠速状态期间和发动机的稳态负载期间进行调整。
根据一个示例实施例，动力传动系统进一步包括涡轮增压器布置，该涡轮增压器布置具有用于接收来自内燃机的排气的涡轮和用于压缩进气并经由进气管线将进气进给至内燃机的压缩机。
此外，所述涡轮可构造成将排气转化为机械能以驱动压缩机。在该示例实施例中，响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间确定动力传动系统的一部分的操作行为的步骤通常对应于：响应于空气脉冲的经调整的频率和/持续时间，确定涡轮增压器布置的涡轮速度；并且将动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较的步骤通常对应于：将涡轮增压器布置的所确定的涡轮速度与涡轮增压器布置的预期涡轮速度进行比较。
由于涡轮增压器布置通过来自排气歧管的气体作用在涡轮增压器涡轮上而操作，所以上述布置部分是可能的。也就是说，涡轮增压器系统流体连接到内燃机的排气歧管。此外，涡轮增压器被布置成驱动提供进气压力的压缩机。换句话说，空气脉冲的频率和/或持续时间的调整通常可对涡轮增压器的操作有直接影响。
空气脉冲的频率和/或持续时间通过VVA系统控制。可以使用至少一个传感器来检测空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间对涡轮增压器的影响，例如，通过检测对涡轮增压器涡轮上的喷射的加压气体的影响并收集与其相关的数据。之后评估所收集的数据，由此可以确定涡轮增压器涡轮的操作响应。操作响应可以是例如涡轮增压器是否受到喷射脉冲的影响和/或可能与涡轮增压器涡轮的响应程度有关。可能在涡轮增压器系统的各种位置处或在被流体连接到发动机的涡轮增压器涡轮的各种位置处测量对涡轮增压器涡轮的影响。因而，为评估涡轮增压器涡轮的响应而收集的数据不必来自直接检测例如涡轮增压器涡轮的运动的传感器，例如涡轮速度传感器。数据还可以来自配置成收集间接影响到或受涡轮增压器涡轮运动影响的参数的数据的传感器，诸如增压压力传感器或质量流量传感器。这种间接传感器数据可以通过先前执行的映射或预定阈值与涡轮增压器涡轮响应相关联。这种相关性可以例如由控制单元执行。
根据一个示例实施例，动力传动系统进一步包括被设置在内燃机下游的排气通道中的NOx传感器。在该示例性实施例中，响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间确定动力传动系统的一部分的操作行为的步骤通常对应于：响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，由NOx传感器确定排气中的氧分率；并且将动力传动系统的所述部分的所确定的当前操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较的步骤通常对应于：将所确定的氧分率与预期的氧分率进行比较。
在这种背景下，排气通道通常是指被布置在内燃机下游的排气歧管。特别是，如果动力传动系统包括涡轮增压器布置，则NOx传感器被设置在涡轮增压器布置下游的排气通道中。举例来说，NOx传感器可布置成收集可以与排气后处理系统的操作相关联的数据。如将在以下描述中更详细地公开的，传感器可以是多种可能类型的传感器中的至少一种传感器或不同传感器的组合。举例来说，NOx传感器可以是排气歧管压力传感器、质量流量传感器和氧传感器中的任何一种。这些传感器通常用于内燃机系统领域。
根据一个示例实施例，所述方法进一步包括选择要诊断的动力传动系统的一部分的步骤。如本文所述的，与该表达相关使用的术语“部分”可以指代组件，诸如涡轮增压器布置；指代组件的条件，诸如氧分率；并且可以指代动力传动系统的任何其他类型的部分和组件。
举例来说，通过采集在空气脉冲的频率和/或持续时间已被调整之后收集的操作数据，并将操作数据与在调整空气脉冲的频率和/或持续时间之前收集的操作数据进行比较，执行将动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较的步骤。如上所述，这样的数据可以由合适的传感器采集。因此，根据一个示例性实施例，将动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较的步骤进一步包括步骤：将已经调整了频率和/或持续时间之后收集的数据与调整频率和/或持续时间之前收集的数据进行比较。
如上所述，内燃机系统通常包括全可变气门致动(VVA)系统。举例来说，全可变气门致动(VVA)系统包括适于调节穿过流量控制阀的流体介质的流量的流量控制阀组件。这意味着气门不由凸轮轴的凸轮控制，而是被构造成可通过电子、气动和/或液压装置控制。
根据一个示例实施例，内燃机系统包括至少一个气缸，该气缸具有燃烧室和多个排气门，排气门与燃烧室流体连通并且被构造成调节从燃烧室排出的排气。通常，任何一个排气门可以包括流量控制阀组件，流量控制阀组件适于调节穿过流量控制阀的流体介质的流量。
根据一个示例实施例，内燃机系统包括至少一个气缸，气缸具有燃烧室和多个进气门，进气门与燃烧室流体连通并且被构造用以调节对燃烧室的空气喷射。通常，任何一个进气门包括流量控制阀组件，该流量控制阀组件适于调节穿过流量控制阀的流体介质的流量。
根据一个示例实施例，该方法包括下列步骤：确定所确定的操作行为与预期的操作行为是否相差指示操作行为中的临界偏差的阈值。在这种背景下，临界偏差可以指动力传动系统的所述部分的操作条件的偏差，其大小使得该部分和/或动力传动系统应经历维修和维护。由于不同类型的车辆的操作行为可能不同，所以确定所确定的操作行为与预期操作行为是否相差超过指示操作行为中的临界偏差的阈值的步骤可以针对特定应用和情况进行调整。这样的阈值可取决于发动机的类型等，但也可取决于发动机速度、车辆速度等。然而，为了确定动力传动系统的被诊断部分的性能存在偏差，可能不一定需要操作行为的特定偏差。
例如，根据示例实施例的方法可以在车辆启动时执行，即当内燃机点火时或打开车辆的电源时执行，可以在预定时间点执行，诸如每天一次或每周一次，或者可以在车辆运行期间以预定时间间隔执行，诸如每小时或每十分钟。
根据一个示例实施例，方法步骤由控制单元执行。控制单元可以是单个控制单元，也可以是在分布式网络中互连协作的形成分布式控制单元的多个控制单元。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于诊断动力传动系统的一部分的控制单元。该控制单元被配置成执行根据任何一个示例实施例和/或上文关于本公开的第一方面所述的特征的方法的任何一个步骤。
第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于本公开的第一方面所述的那些效果和特征。
应注意，控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其它可编程设备。控制单元还可以或作为代替包括应用程序专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或数字信号处理器。在控制单元包括诸如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的可编程设备的情况下，处理器可以进一步包括控制可编程设备的操作的计算机可执行代码。
如上所述，控制单元可以是数字控制单元；然而，控制单元也可以是模拟控制单元。
通常，控制单元可以被配置成控制动力传动系统的VVA系统。另外，控制单元可以被配置成控制进气门和排气门中的每一个；特别地，控制单元可以被配置成控制动力传动系统的每个流量控制阀组件。
例如，控制单元被配置成操作排气流量控制阀组件。即，控制单元被配置成控制致动器以操作排气流量控制阀组件。举例来说，控制单元被配置成操作进气流量控制阀组件。也就是说，控制单元被配置成控制致动器以操作进气流量控制阀组件。
控制单元可以被布置在动力传动系统中、内燃机系统中或车辆的另一远程位置中。因而，车辆包括控制单元。
根据本公开的第三方面，提供了一种车辆，该车辆包括动力传动系统和上文关于本公开的第二方面所述的控制单元。
车辆通常包括动力传动系统、内燃机系统和内燃机。发动机通常包括至少一个至少部分地限定燃烧室的气缸。此外，发动机包括可在气缸中的下止点和上止点之间操作的往复式活塞。活塞通常连接到被容纳在曲轴箱中的曲轴。因而，连杆将活塞连接到曲轴。由于发动机通常包括多个气缸，因此每个气缸还包括与活塞、燃烧室和连杆相关的任何一个上述特征。此外，车辆通常包括涡轮增压器布置。
根据本公开的第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括程序代码装置，所述程序代码装置用以在程序在计算机上运行时执行与上文关于本公开的第一方面所述的步骤。
根据本公开的第五方面，提供了一种承载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序装置，所述程序装置用以当程序装置在计算机上运行时执行与上文关于本公开的第一方面所述的步骤。
第三、第四和第五方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于本公开的第一方面所述的那些效果和特征。
本发明的其它优点和有利特征在以下描述和从属权利要求中公开。本领域技术人员应认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合不同的特征来产生不同于以下描述的实施例。
本文使用的术语仅出于描述特定示例的目的，并不旨在限制本公开。本文中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应进一步理解，在本文中使用时，术语“包含…”、“包含…”、“包括…”和/或“包括…”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同。应进一步理解，本文中使用的术语应被解释为具有与其在本说明书和相关技术的背景下的含义一致的含义，并且除非本文明确如此定义，否则不应以理想化或过于正式的意义进行解释。
附图说明
通过以下对本公开例证性实施例的说明性和非限制性详细描述，应更好地理解本公开的上述以及附加的目标、特征和优点，其中：
图1示出了设有内燃机系统的车辆，该内燃机系统被配置成根据本公开进行操作；
图2示出了根据图1的内燃机的多个组件的示意图；
图3示出了根据图1的内燃机系统的示意图；
图4示出了根据本公开的方法的示例流程图。
参考附图，下面对作为示例引用的本公开的实施例进行更详细的描述。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开，其中示出了本公开的例证性实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整。本领域技术人员应认识到可以在所附权利要求的范围内做出许多改变和修改。相同的附图标记在整个描述中指代相同元件。
图1示出卡车100形式的车辆。车辆包括动力传动系统10。动力传动系统包括内燃机系统11。此外，内燃机系统11包括内燃机(ICE)12。在该示例中，ICE是柴油活塞发动机。
图2示出了形成根据图1的内燃机的一部分的第一气缸31的示意图。第一气缸31设有进气门3和排气门4，用以控制气缸31中的燃烧室5分别与进气管6和排气管7之间的连通。活塞8经由连杆9连接到可旋转的曲轴50，并且被构造成在第一气缸31中在靠近进气门3和排气门4的上止点位置(TDC)(即图2中的上端位置)与远离气门3、4的下止点位置(BDC)(即图2中的下端位置)之间以往复方式移动。
此外，气缸31设有气门致动布置15a、15b，气门致动布置15a、15b被构造成控制进气门3和排气门4的打开和关闭。在该示例中，气门致动布置15a、15b是全可变的气门致动布置，其被构造成可通过电子装置控制。即，在这种情况下，ICE 12是所谓的无凸轮发动机，其中，气门的正时和升程不由任何凸轮轴激活，也不依赖于任何凸轮轴，而是可以由全可变的气门致动布置自由控制。应容易明白，每个气缸通常设有进气门3和排气门4。类似地，应容易明白，每个气缸通常还设有用于控制相应的进气门3和排气门4的相应的气门致动布置。
图2还指示了气缸31设有燃料供应系统32，以向第一气缸31供应燃料，诸如柴油。
图3示出了根据图1的ICE系统11的示意图。在该示例中，ICE12设有六个相同的气缸31至36，它们都如图2中所示地布置。在图3中，已经用虚线指示ICE 12可以设有涡轮增压布置23，涡轮增压布置23包括经由轴46连接的涡轮增压器压缩机44和涡轮45。涡轮增压器通常包括通过涡轮轴彼此连接的涡轮增压器涡轮和涡轮增压器压缩机。内燃机具有排气歧管(通常对应于图3中的主排气管70)，并且涡轮增压器涡轮可通过来自排气歧管的排气来操作。在内燃机运行期间，来自排气歧管的排气驱动涡轮增压器涡轮，由此，涡轮增压器涡轮经由涡轮轴驱动涡轮增压器压缩机。在激活涡轮增压器时，涡轮增压器压缩机从内燃机的进气口供应附加的空气，由此可以燃烧更多燃料，并且内燃机可以输送更多动力。此外，图3中还示出了可选的增压空气冷却器17。
主进气管60将进气经由涡轮增压器压缩机44和冷却器17引导向气缸31至36中的每一个的进气管6。经由相应的排气管7中的每一个离开气缸31至36的排气被经由主排气管70引导到涡轮45，涡轮45驱动压缩机44。在涡轮45下游，主排气管70可以可选地设有氮氧化物传感器(或NOx传感器)18，氮氧化物传感器18被配置成测量通过主排气管70供应的发动机排出的NOx气体浓度。通常，NOx传感器位于SCR催化剂(未示出)的上游，并且被布置成直接测量发动机排出的NOx气体浓度。NOx传感器除了可用于测量排气中的NOx(NO和NO2)含量外，通常还用于测量排气中的氧水平。以这种方式，NOx传感器被配置成测量排气中的氧分率。
通常，尽管不严格要求，但是ICE系统的空气路径回路至少部分地由主进气管60、主排气管70结合进气管6、排气管7限定，包括但不限于气缸31至36和涡轮增压器布置23的内部体积。
图3还指示了ICE 12包括控制单元80，控制单元80被配置成控制动力传动系统10、内燃机系统11和内燃机12的操作，包括例如控制燃料供应系统32(图2)、进气门3和排气门4(通过控制阀致动布置15a、15b)以及可选地控制NOx传感器18，以便从动力传动系统采集相关数据。此外，与传统的ICE一致，控制单元80被配置成控制ICE12的各种其它组件，并接收来自各种传感器的各种输入信号。
现在转向图4，其中描绘了根据本公开的示例实施例的方法的流程图。该方法旨在用于诊断动力传动系统10的一部分，如上文关于图1和图2所述的。举例来说，动力传动系统的所述部分可以指涡轮增压器布置23。在其它示例中，可以执行该方法以诊断动力传动系统的另一部分，诸如由NOx传感器18确定的氧分率。该方法的序列通常由控制单元80执行，如上文关于图1和图2所述的。因而，在参考图4的同时，现在将描述用于诊断图3中的动力传动系统的一部分的多个步骤。
该方法至少包括下列步骤：
-操作S10任一个气缸的进气门和排气门中的任何一个，以在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间；
-响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，确定S20动力传动系统的所述部分的操作行为；和
-比较S30动力传动系统的所述部分的所确定的当前操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为。
在这种背景下，术语“负载条件”通常是指发动机速度和/或发动机扭矩。
在内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间可以由VVA系统以几种不同的方式执行，VVA系统包括气门致动布置15a和15b以及进气门3和排气门4。举例来说，控制一个气缸31的进气门3和排气门4，以将附加的空气脉冲添加到ICE系统的空气路径系统中。另外或可替选地，控制一个气缸31的进气门3和排气门4，以调整正被供应给ICE系统的空气路径系统的当前空气脉冲的延伸。然而，在一些示例实施例中，可能仅有必要调整一个排气门4的频率和/或持续时间，即排气门4的打开频率和/或打开持续时间。在其它示例实施例中，可能仅必要调整一个进气门3的频率和/或持续时间，即进气门3的打开频率和/或打开持续时间。
在一段时间之后，可能在几秒钟内，步骤S10通常被中断并且开始步骤S20和S30。
可选地，步骤S30包括确定所确定的操作行为是否与预期的操作行为相差指示操作行为的临界偏差的阈值的步骤。这种阈值通常被存储在控制单元80中。
如果该方法用于诊断涡轮增压器布置23，则通常执行下列步骤和子步骤：
-通过响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间确定涡轮增压器布置的涡轮速度，而响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间来确定涡轮增压器布置的操作行为；和
-通过将涡轮增压器的所确定的涡轮速度与涡轮增压器的预期涡轮速度进行比较，而将涡轮增压器布置的所确定的操作行为与涡轮增压器布置的预期行为进行比较。
举例来说，将确定的涡轮增压器装置的操作行为与涡轮增压器装置的预期行为进行比较的步骤通过如下步骤执行：收集在空气脉冲的频率和/或持续时间已经被调整之后收集的涡轮速度数据；并将这种涡轮速度数据与在调整空气脉冲的频率和/或持续时间之前收集的涡轮速度数据进行比较。
举例来说，控制单元80被布置成通过传感器(未示出)等检测空气脉冲的变化对涡轮增压器涡轮的影响。以这种方式，控制单元80可以被布置成从传感器收集数据并且基于所收集的数据确定作为添加的空气脉冲的结果的涡轮增压器涡轮的涡轮速度(即，操作响应)。
换言之，可以使用至少一个传感器(未示出)检测空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间对涡轮增压器的影响，例如，通过检测所喷射的加压气体对涡轮增压器涡轮的影响并收集与其相关的数据。所收集的数据随后由控制单元80评估，由此可以确定涡轮增压器涡轮的操作响应，诸如涡轮增压器的涡轮速度。操作响应可以是例如涡轮增压器是否受到所喷射脉冲的影响，和/或可能与涡轮增压器涡轮的响应程度有关。可在涡轮增压器系统的不同位置或在正被流体连接到发动机的涡轮增压器涡轮的不同位置测量对涡轮增压器涡轮的影响。因而，为评估涡轮增压器涡轮的响应而收集的数据不必来自直接检测例如涡轮增压器的运动的传感器，诸如涡轮速度传感器。数据还可以来自被配置成收集间接影响到或受涡轮增压器涡轮运动影响的参数的数据的传感器，诸如增压压力传感器或质量流量传感器。这种间接传感器数据可以通过先前执行的映射或预定阈值而与涡轮增压器涡轮响应相关联。这种相关性可以例如由控制单元80执行。
如果动力传动系统包括NOx传感器，并且方法用于诊断氧分率，则通常执行下列附加步骤和子步骤。
-通过响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间通过NOx传感器确定排气中的氧分率，而响应于空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间来确定动力传动系统的所述部分的操作行为；和
-通过将所确定的氧分率与预期的氧分率进行比较，将动力传动系统的所述部分的所确定的当前操作行为与动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较。
与涡轮增压器的示例类似，比较所确定的氧分率与预期的氧分率的步骤可以通过如下步骤执行：采集在已经调整了空气脉冲的频率和/或持续时间之后收集的氧分率数据，以及将这种氧分率数据与在调整空气脉冲的频率和/或持续时间之前收集的氧数据进行比较。
虽然该方法可以用于诊断动力传动系统的几个不同部分，但是该方法通常可以包括选择要诊断的动力传动系统的一部分的可选步骤。要诊断的动力传动系统的所述部分的选择通常由控制单元80执行。
如上所述，有许多方法可以控制进气门和排气门，以便调整空气脉冲的频率和/或持续时间，例如，通过调整气门升程和/或气门打开或关闭的正时来调整空气的质量流量。通常，与正常气门升程和气门正时相比，应允许附加量的气体/空气穿过气缸。在一个示例中，与发动机的正常操作相比，仅调整进气门升程。在另一示例中，仅调整进气门3的打开正时，以便与正常操作相比，附加量的气体/空气进入气缸31。在其它示例中，分别仅调整排气门4的升程或正时。
该方法可以由控制单元作为车载诊断程序来执行。另外或可替选地，该方法可以通过遥控单元在车辆的远处执行。
虽然图4示出了方法步骤的特定顺序，但是步骤的顺序可与所描绘的顺序不同，并且各种方法步骤可以同时执行或部分地同时执行。
应理解，本公开不限于上文所述和附图所示的实施例；相反，本领域技术人员应认识到，可以在所附权利要求书的范围内做出许多改变和修改。因而，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，本领域技术人员在实践要求保护的公开时可以理解和实现对所公开的实施例的变化。

Claims (12)

1.一种用于诊断动力传动系统(10)的一部分的方法，所述动力传动系统包括内燃机系统(11)，所述内燃机系统(11)具有内燃机(12)，所述内燃机(12)设有多个气缸(31-36)，每个气缸设有进气门(3)和排气门(4)，所述方法包括下列步骤：
-操作(S10)任一个气缸的所述进气门和所述排气门中的任何一个，以在所述内燃机的不同负载条件期间调整空气脉冲的频率和/或持续时间；
-响应于所述空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，确定(S20)所述动力传动系统的所述部分的操作行为；和
-将所述动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与所述动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较(S30)。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括下列步骤：确定所确定的操作行为与所预期的操作行为是否相差一个阈值，所述阈值指示所述操作行为中的临界偏差。
3.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述动力传动系统进一步包括涡轮增压器布置(23)，所述涡轮增压器布置(23)具有涡轮和压缩机，所述涡轮用于接收来自所述内燃机的排气，所述压缩机用于压缩进气并将所述进气经由进气管线进给至所述内燃机，所述涡轮被构造成将排气转化为机械能从而驱动所述压缩机，并且其中：
-响应于所述空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间确定所述动力传动系统的所述部分的操作行为的步骤对应于：响应于所述空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，确定所述涡轮增压器布置的涡轮速度；并且
-将所述动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与所述动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较的步骤对应于：将所述涡轮增压器布置的所确定的涡轮速度与所述涡轮增压器布置的预期涡轮速度进行比较。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述动力传动系统进一步包括NOx传感器，所述NOx传感器被布置在所述内燃机下游的排气通道中，并且其中：
-响应于所述空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间确定所述动力传动系统的所述部分的操作行为的步骤对应于：响应于所述空气脉冲的经调整的频率和/或持续时间，由所述NOx传感器确定所述排气中的氧分率；并且
-将所述动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与所述动力传动系统的所述部分的预期行为进行比较的步骤对应于：将所确定的氧分率与预期氧分率进行比较。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，进一步包括选择待诊断的所述动力传动系统的一部分的步骤。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，通过如下步骤执行比较所述动力传动系统的所述部分的所确定的操作行为与所述动力传动系统的所述部分的预期行为的步骤：采集在已经调整了所述空气脉冲的频率和/或持续时间之后收集的操作数据，并将所述操作数据与在调整所述空气脉冲的频率和/或持续时间之前收集的操作数据进行比较。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述内燃机系统包括至少一个气缸，所述至少一个气缸具有燃烧室和多个排气门，所述多个排气门与所述燃烧室流体连通并被构造用以调节来自所述燃烧室的排气的排出，其中，所述排气门中的任一个包括流量控制阀组件，所述流量控制阀组件适于调节穿过所述流量控制阀的流体介质的流量。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述内燃机系统包括至少一个气缸，所述至少一个气缸具有燃烧室和多个进气门，所述多个进气门与所述燃烧室流体连通并被配置用以调节向所述燃烧室的空气喷射，其中，所述进气门中的任一个包括流量控制阀组件，所述流量控制阀组件适于调节穿过所述流量控制阀的流体介质的流量。
9.一种用于控制动力传动系统的控制单元(80)，其特征在于，所述控制单元(80)被配置用以执行根据权利要求1至8中的任一项所述的方法的步骤中的任一个步骤。
10.一种车辆，包括动力传动系统和根据权利要求9所述的控制单元。
11.一种计算机程序，包括程序代码装置，所述程序代码装置用以当所述程序在计算机上运行时执行根据权利要求1至8中的任一项所述的步骤。
12.一种承载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序装置，当所述程序装置在计算机上运行时，所述程序装置用以执行根据权利要求1至8中的任一项所述的步骤。
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