專利名稱：用于診斷內燃機進氣道的方法和裝置的制作方法
用于診斷內燃機進氣道的方法和裝置本發(fā)明涉及用于診斷內燃機進氣道的方法和裝置。內燃機包括壓縮器。壓縮器特 別是廢氣渦輪增壓器的一部分。內燃機部件的故障會使得內燃機的運行特性不同于無故障的內燃機。這會惡化內 燃機的廢氣排放，和/或使得內燃機組件在其專用運行范圍之外運行。后者情況還會導致 相關組件損壞。因此規(guī)定或者希望能識別出故障，以便能夠盡快排除故障。本發(fā)明的目的是，提出用于診斷內燃機進氣道的方法和裝置，該方法或該裝置能 簡單而可靠地識別出進氣道上的故障。該目的通過獨立權利要求的特征得以實現。本發(fā)明的有利改進在從屬權利要求中 說明。本發(fā)明的特征在于用于診斷內燃機進氣道的方法和裝置。該內燃機包括壓縮器。 檢查是否滿足至少一個預先給定的激活條件。檢測或求得壓縮器下游的增壓壓力。根據內 燃機轉速和增壓壓力對適配特性曲線或適配特性曲線族進行適配調整，如果所述至少一個 激活條件得到滿足。求得一斜率，其表示適配特性曲線或適配特性曲線族的斜率。根據所 求得的斜率識別出內燃機進氣道的故障。本發(fā)明基于如下構思在有故障情況下，由于增壓壓力與內燃機轉速具有特定的 關系，內燃機進氣道故障體現在適配特性曲線或適配特性曲線族中，特別是體現在適配特 性曲線或適配特性曲線族的斜率中。作為進氣道的故障，特別是可以根據所求得的斜率簡 單而可靠地識別出壓縮器下游有泄漏或者空氣過濾器受污染，且能將它們彼此區(qū)分開。根據一種有利的設計，至少一個激活條件包括針對預先給定的內燃機運行狀態(tài) 測得或求得增壓壓力，在內燃機無故障情況下，所測得的或求得的增壓壓力等于基本增壓 壓力。特別是在預先給定的運行狀態(tài)下，給定增壓壓力等于基本增壓壓力。特別是可以在 內燃機轉速不同情況下處于預先給定的運行狀態(tài)。在適配特性曲線或適配特性曲線族中， 特別是根據轉速來適配調整進而求得基本增壓壓力的變化，這種變化例如可能由于磨損和 老化而引起。在產生預先給定的運行狀態(tài)情況下，很大程度上消除了會影響增壓壓力的干 擾因素。有利的是，增壓壓力于是基本上僅與內燃機轉速和環(huán)境壓力相關。增壓壓力由此 能特別可靠且精確地求得，相應地，能特別可靠且精確地適配調整即求得基本增壓壓力。由 此能簡單而可靠地識別出進氣道的故障。在預先給定的運行狀態(tài)下，在內燃機無故障運行情況下，測得的或求得的增壓壓 力等于基本增壓壓力，相關地有利的是，預先給定的運行狀態(tài)包括節(jié)氣閥經過控制，使得 節(jié)氣閥具有至少一個預先給定的最大開度，且廢氣渦輪增壓器的渦輪機旁通閥經過控制， 使得廢氣渦輪增壓器的功率等于預先給定的最小功率。在預先給定的運行狀態(tài)下，節(jié)氣閥 特別是盡可能完全去節(jié)流，且廢氣渦輪增壓器的功率特別是盡可能具有最小值。節(jié)氣閥的 預先給定的最大開度特別是根據內燃機的相應運行狀態(tài)來預先給定，特別是根據流經節(jié)氣 閥的空氣質量流和/或內燃機轉速來預先給定。節(jié)氣閥的預先給定的最大開度特別是按照 如下方式預先給定使得節(jié)氣閥上的壓降最小，也就是說，節(jié)氣閥上的壓降不會再通過有時 可能對節(jié)氣閥的進一步打開而明顯減小。例如節(jié)氣閥的開度必要時在流經它的空氣質量流較小情況下必須比空氣質量流較大情況下小。相應地控制渦輪機旁通閥，使得廢氣渦輪增 壓器特別是壓縮器的功率不會再改變，或者至少不會再明顯改變。為此例如按照如下方式 控制渦輪機旁通閥使得廢氣完全地或者幾乎完全地越過廢氣渦輪增壓器的渦輪機，從而 渦輪機不會被廢氣驅動，或者僅在可忽略不計的程度上被驅動。通過這種節(jié)氣閥位置和渦 輪機旁通閥位置，它們作為對增壓壓力有影響的影響產量在很大程度上被消除。由此能簡 單而精確地識別出進氣道上的故障。根據另一種有利的設計，至少一個激活條件包括預先給定的運行狀態(tài)存在預先 給定的最短時間。這樣就能非常簡單地確保測得的或求得的增壓壓力等于基本增壓壓力， 也就是說，因增壓壓力的動態(tài)改變引起的錯誤由此得到消除。因而能簡單且精確地適配調 整進而求得基本增壓壓力。根據一種有利的設計，在達到預先給定的運行小時數或預先給定的適配調整步驟 數之前，在內燃機第一次投入運行之后，代替所述適配特性曲線或適配特性曲線族，而對另 一適配特性曲線或另一適配特性曲線族進行適配調整，如果所述至少一個激活條件得到滿 足。在達到預先給定的運行小時數或適配調整步驟數之后，根據所述另一適配特性曲線或 另一適配特性曲線族對所述適配特性曲線或適配特性曲線族進行適配調整。內燃機的個別 特性可以針對于基本增壓壓力，例如基于廢氣渦輪增壓器的渦輪機效率雜散、廢氣渦輪增 壓器的渦輪機執(zhí)行器雜散，例如針對于作用到廢氣渦輪增壓器的渦輪機旁通閥上的用于調 節(jié)廢氣渦輪增壓器功率的彈簧的硬度和/或預應力，或者內燃機的充氣量和壓入壓力關系 曲線的雜散，分別單獨地求得，并與以后的例如因磨損或老化引起的改變區(qū)分開。適配特性 曲線或適配特性曲線族因而優(yōu)選基本上僅表示在達到預先給定的運行小時數或適配調整 步驟數之后產生的基本增壓壓力變化，因而基本上不受內燃機的個別特性影響。這樣就能 特別簡單、精確且可靠地識別出錯誤。優(yōu)選將每次滿足至少一個激活條件都算作一個適配 調整步驟，此時針對存在的內燃機轉速規(guī)定對基本增壓壓力進行適配調整。但也可以規(guī)定 對適配調整步驟做出其它設計。根據一種有利的設計，對適配特性曲線或適配特性曲線族進行適配調整，或者必 要時對另一適配特性曲線或另一適配特性曲線族進行適配調整，如果針對轉速測得的或求 得的增壓壓力比對應于該轉速的經適配調整的基本增壓壓力值大預先給定的上適配調整 閾值，或者比對應于該轉速的經適配調整的基本增壓壓力值小預先給定的下適配調整閾 值。經適配調整的基本增壓壓力值取決于適配特性曲線或適配特性曲線族，且必要時取決 于另一適配特性曲線或另一適配特性曲線族。其優(yōu)點是，這樣就能實現較高的可靠性。僅 對至關重要的基本增壓壓力變化進行適配調整。根據另一種有利的設計，適配特性曲線或適配特性曲線族根據環(huán)境壓力來適配調 整，如果至少一個激活條件得到滿足。這可以實現特別高精度地適配調整，進而實現特別可 靠地識別出進氣道的故障。根據另一種有利的設計，將斜率作為回歸線的斜率來求得。回歸線根據存儲在關 于轉速的適配特性曲線或適配特性曲線族中的基本增壓壓力-適配調整壓力值來求得。其 優(yōu)點是，這樣簡單且可靠。根據另一種有利的設計，將壓縮器下游的泄漏識別為進氣道的故障，如果斜率大 于預先給定的正的斜率閾值。在適配特性曲線或適配特性曲線族中的基本增壓壓力-適配調整壓力值特別是同時具有負的符號。由此能非常簡單且可靠地識別出壓縮器下游的泄漏。根據另一種有利的設計，將空氣過濾器受污染識別為進氣道的故障，如果斜率小 于預先給定的負的斜率閾值。在適配特性曲線或適配特性曲線族中的基本增壓壓力-適配 調整壓力值特別是同時具有負的符號。由此能非常簡單且可靠地識別出空氣過濾器受污^fe ο下面借助示意性的附圖介紹本發(fā)明的實施例。圖中示出

圖1示出具有進氣道的內燃機；圖2為方框圖；圖3為基本增壓壓力-適配壓力值關于內燃機轉速的示范性曲線圖； 圖4A為用于診斷內燃機進氣道的程序的第一部分流程圖；和 圖4B為用于診斷內燃機進氣道的程序的第二部分流程圖。結構相同或功能相同的部件在圖中統(tǒng)一標有相同的附圖標記。內燃機包括進氣道1、發(fā)動機缸體2、氣缸蓋3和排氣道4(圖1)。內燃機優(yōu)選被設 計用于汽車，且優(yōu)選設置在汽車中。進氣道1包括節(jié)氣閥5和進氣管7，進氣管朝向第一氣 缸Zl的燃燒室9經由輸入管道伸入到發(fā)動機缸體2中。發(fā)動機缸體2還包括曲軸8，該曲 軸通過連桿10與第一氣缸Zl的活塞11耦聯。在排氣道4中優(yōu)選設置有廢氣催化器四，廢 氣催化器例如是三元催化器。除了第一氣缸Zl外，還可以設置有一個或多個其它的氣缸， 例如第二氣缸Z2、第三氣缸和第四氣缸Z4。此外可以設置任意數量的氣缸。氣缸蓋3包括帶有換氣閥的閥動裝置和配屬于這些換氣閥的閥門傳動機構14、 15，這些換氣閥是氣體輸入閥12和氣體排出閥13。氣缸蓋3還包括噴射閥22和火花塞23。 如果內燃機是柴油內燃機，則內燃機也可以沒有火花塞。噴射閥22替代地也可以設置在進 氣管7中。設置有控制裝置25，其配設有傳感器，這些傳感器檢測不同的測量參數，并分別求 得測量參數的值。運行參數包括測量參數和由測量參數導出的參數?？刂蒲b置25根據至 少一個測量參數求得調節(jié)參數，調節(jié)參數然后被轉換為一個或多個調節(jié)信號，用于利用相 應的調節(jié)驅動機構來控制調節(jié)件?？刂蒲b置25也可以稱為用于使得內燃機運行的裝置和 /或用于診斷內燃機的進氣道1的裝置。根據調節(jié)信號可以預先給定內燃機的運行狀態(tài)。傳感器是踏板位置傳感器沈，其檢測加速踏板27的加速踏板位置；空氣質量傳 感器，其檢測在節(jié)氣閥5上游的空氣質量流；節(jié)氣閥位置傳感器30，其檢測節(jié)氣閥5的開 度；增壓壓力傳感器31，其檢測在節(jié)氣閥5上游且在壓縮器42下游的增壓壓力PUT ；溫度傳 感器32，其檢測吸入空氣溫度；曲軸傳感器36，其檢測曲軸角度，于是該曲軸角度對應于內 燃機的轉速N。還可以設置有λ試探器43，其測量信號表示內燃機廢氣的空氣/燃料-比。視本發(fā)明的實施方式而定，可以有所述傳感器的任一子集，或者也可以有附加的 傳感器。調節(jié)件例如是用于調節(jié)節(jié)氣閥5的節(jié)氣閥調節(jié)件33、氣體輸入和氣體輸出閥12、 13、噴射閥22、火花塞23、用于調節(jié)壓縮器旁通閥(Uberbrilckungsventi 1)44的調節(jié)件和/ 或用于調節(jié)渦輪機旁通閥50的調節(jié)件。壓縮器42在節(jié)氣閥5的上游且在空氣過濾器38的下游設置在進氣道1中。根據對用于調節(jié)壓縮器旁通閥44的調節(jié)件的預先給定的控制，使得新鮮空氣在流經壓縮器42 之后經由壓縮器旁通管路40繞過壓縮器42導回，從而被引導穿過壓縮器42的新鮮空氣不 會在壓縮器42之后的空間(Volume)中壓縮。廢氣渦輪增壓器包括壓縮器42和渦輪機48，該渦輪機為了驅動壓縮器42而與壓 縮器42耦聯，且設置在排氣道4中，使得該渦輪機能被來自燃燒室9中的燃燒過程的廢氣 驅動。廢氣可以經由渦輪機旁通管路46被引導越過渦輪機48，從而經由渦輪機旁通管路 46被引導的廢氣不會驅動渦輪機48。根據對閥調節(jié)件的預先給定的控制使得廢氣被引導 越過渦輪機48。渦輪機旁通閥50也可以稱為廢氣門。渦輪機旁通閥50與用于調節(jié)渦輪機 旁通閥50的閥調節(jié)件耦聯。閥調節(jié)件優(yōu)選包括測壓計、測壓計閥和測壓計傳遞機構 (Druckdoseniibersetzung)。測壓計包括環(huán)境壓力空間和輸入壓力空間。環(huán)境壓力空間和 輸入壓力空間通過膜片彼此隔開。膜片優(yōu)選與測壓計彈簧耦聯并與測壓計傳遞機構耦聯。 根據測壓計閥的開關位置，可以給輸入壓力空間施加以壓縮器42的增壓壓力PUT，或者施 加以內燃機環(huán)境空氣的環(huán)境壓力AMP。此外給測壓計的環(huán)境壓力空間施加以環(huán)境壓力AMP。根據內燃機的運行點，可以由內燃機的廢氣將第一打開的力施加到渦輪機旁通閥 50上?！按蜷_”的相關含義為，力沿著渦輪機旁通閥50的打開方向施加到渦輪機旁通閥50 上。測壓計彈簧經過優(yōu)選的設置，使得它利用其彈性力將輸入壓力空間保持得盡可能 小，且它通過測壓計傳遞機構沿著渦輪機旁通閥50的關閉方向給渦輪機旁通閥50施加以 關閉的第二力。如果測壓計閥處于其初始位置，則在輸入壓力空間和環(huán)境壓力空間中產生環(huán)境壓 力AMP，在該初始位置，給輸入壓力空間施加以環(huán)境壓力AMP，該初始位置表示閥調節(jié)件的 初始位置。因而由于測壓計中的壓力而沒有力施加到膜片上。如果測壓計閥處于預先給定的開關位置，則給輸入壓力空間施加以增壓壓力PUT， 在該開關位置，給輸入壓力空間施加以增壓壓力PUT，該開關位置表示對閥調節(jié)件的預先給 定的控制。由于在內燃機的無故障運行中，增壓壓力PUT大于環(huán)境壓力AMP，所以在測壓計 中在環(huán)境壓力AMP與增壓壓力PUT之間形成壓力差。該壓力差引起作用到膜片上的打開 的第三力，致使輸入壓力空間增大，測壓計彈簧壓縮，且測壓計傳遞機構被施加以力，從而 測壓計傳遞機構給渦輪機旁通閥施加以沿渦輪機旁通閥50的打開方向作用的打開的第三 力。在初始位置，測壓計閥經過調節(jié)，使得輸入壓力空間被施加以環(huán)境壓力AMP。因而 在初始位置僅有打開的第一力和關閉的第二力作用到渦輪機旁通閥50上。由此在構造上 要選擇的彈簧剛度足夠大時，在測壓計閥的初始位置，渦輪機旁通閥50關閉。關閉的渦輪 機旁通閥50基本上使得全部廢氣被引導穿過渦輪機48并驅動渦輪機48。渦輪機48驅動 壓縮器42，該壓縮器在壓縮器旁通閥44關閉的情況下在壓縮器42的下游建立起增壓壓力 PUT。廢氣渦輪增壓器的特別是壓縮器42的功率于是對于內燃機的相應運行狀態(tài)來說，特 別是對于內燃機的當前出現的轉速N來說，是最大的。如此產生的增壓壓力PUT例如可以 用于提高內燃機的功率和/或效率。如果測壓計閥處于預先給定的開關位置，則一旦作用到渦輪機旁通閥50上的三個力的力平衡有利于打開的第三力而移動，渦輪機旁通閥50就打開，在所述開關位置，給 輸入壓力空間施加以增壓壓力PUT。換句話說，一旦打開的第三力由于作用到膜片上的壓力 差而大于測壓計彈簧的作用到膜片上的力，其減小量為廢氣作用到渦輪機旁通閥50上的 力，渦輪機旁通閥50就打開。一旦渦輪機旁通閥50從其關閉位置移動離開，廢氣就經由渦輪機旁通管路46越 過渦輪機48。這使得渦輪機48減速，由此使得壓縮器42減速。由此也使得增壓壓力PUT 下降。這使得壓力差減小，且經過給輸入壓力空間施加以增壓壓力PUT時所在的較短的時 間之后，使得渦輪機旁通閥50關閉。這使得壓力差重新建立起來。因而在內燃機無故障運行期間，在作用到渦輪機旁通閥50上的三個力之間產生 一種動態(tài)的平衡，如果閥調節(jié)件特別是測壓計閥處于預先給定的開關位置。在渦輪機旁通 閥50打開預先給定的開度情況下，也會產生一種動態(tài)的平衡。這種動態(tài)的平衡的相關含義 為，壓力差和渦輪機旁通閥50的開度盡管并非一定有相同的大小，然而可以圍繞固定的恒 定的值略微波動。由于這種動態(tài)平衡，特別是由于測壓計彈簧的彈力和廢氣反壓力，壓縮器42獨立 于測壓計閥的開關位置基本上建立起增壓壓力PUT。然而如果渦輪機旁通閥50經過適當控 制，使得廢氣完全地或者幾乎完全地經由渦輪機旁通管路46越過渦輪機48，則廢氣渦輪增 壓器的特別是壓縮器42的功率對于內燃機的相應運行狀態(tài)來說，特別是對于內燃機的每 次產生的轉速N來說，是最小的。在內燃機運行時，對節(jié)氣閥調節(jié)件33進行優(yōu)選的控制，使得利用節(jié)氣閥5對吸入 的新鮮空氣的節(jié)流最小，此時，通過燃燒室9吸入的空氣的體積流等于流經壓縮器42的體 積流。流經壓縮器42的體積流因而取決于內燃機的轉速N?；驹鰤簤毫UT_WG_0PEN是在去節(jié)流運行中，且在對渦輪機旁通閥50的閥調 節(jié)件進行預先給定的控制時，也就是說，在廢氣渦輪增壓器的功率基本上最小時，壓縮器42 建立起來的增壓壓力PUT?；驹鰤簤毫UT_WG_0PEN因而還取決于內燃機的轉速N和流 經壓縮器42的體積流。節(jié)氣閥5的節(jié)氣閥位置P0S_THR以及渦輪機旁通閥50的渦輪機旁 通閥位置P0S_WG于是不再明顯地影響增壓壓力PUT，也就是說，增壓壓力PUT基本上取決于 節(jié)氣閥位置P0S_THR和渦輪機旁通閥位置P0S_WG，如果節(jié)氣閥5經過控制，使得它基本上 完全去節(jié)流(entdrosseln)，也就是說，節(jié)氣閥5上的壓力降基本上是最小的，且渦輪機旁 通閥50經過控制，使得全部廢氣基本上被引導越過渦輪機48，廢氣渦輪增壓器的功率因而 基本上是最小的。下面將內燃機的這種運行狀態(tài)也稱為預先給定的運行狀態(tài)。在內燃機無 故障運行時，特別是在內燃機的進氣道1無故障地運行時，在壓縮器42下游產生的增壓壓 力PUT于是等于基本增壓壓力PUT_WG_0PEN。優(yōu)選根據環(huán)境壓力AMP將基本增壓壓力PUT_ WG_0PEN標準化。為了診斷內燃機，特別是為了診斷內燃機的進氣道1，通常使得內燃機傳感器的測 量值和對內燃機執(zhí)行器的控制相互對比以檢查可信性。如果內燃機組件發(fā)生故障，例如傳 感器故障、節(jié)氣閥故障或泄漏，則測量值有時會明顯不同于針對無故障的參考內燃機在控 制裝置25中求得的和/或存儲的模型值。模型值來自于密封的進氣道1，也就是說，除了 在構造上規(guī)定的與環(huán)境連接的連接機構之外，例如空氣過濾器38、在相應氣缸上的氣體輸 入閥12或者例如通至曲軸箱或燃料罐的連接軟管，沒有并非所愿的開口，例如不密封的管連接機構、多孔的軟管、在內燃機運行的影響下根據壓力變化而打開的空隙等。出現這種不 密封有時會使得內燃機的模型化特性不同于其實際特性。這會惡化內燃機的廢氣排放，和 /或使得內燃機組件在其專用運行范圍之外運行。后者情況還會導致相關組件損壞。進氣道1在壓縮器42下游泄漏會導致不能正確地估計廢氣渦輪增壓器的轉速即 特別是渦輪機48的轉速，進而也不能正確地估計壓縮器42的轉速。如果廢氣渦輪增壓器 應在其最大允許的轉速范圍內運行，則廢氣渦輪增壓器的實際轉速可能高于最大允許的轉 速，致使廢氣渦輪增壓器的壽命縮短，或者使其損毀。此外，在空氣過濾器38被污染時也會 發(fā)生相應的情況。空氣過濾器38受污染使得空氣過濾器38下游的實際壓力降低至針對參 考內燃機被模型化的值以下。空氣過濾器38上的壓力降低取決于流經空氣過濾器38的空 氣質量流。為了在壓縮器42的下游達到預先給定的壓力即特別是增壓壓力PUT，廢氣渦輪 增壓器的運行速度必須高于無故障的內燃機，即高于干凈的空氣過濾器38。因此，如果廢氣 渦輪增壓器在其最大允許的轉速范圍內運行，則廢氣渦輪增壓器的實際轉速同樣可能高于 最大允許的轉速，致使廢氣渦輪增壓器的壽命縮短，或者使其損毀。圖2為方框圖。在控制裝置25中設置有適配特性曲線族KF_AD、適配調整裝置 ADAP和故障識別裝置ERR。優(yōu)選還設有參考特性曲線族KF_REF，此外有時還設有另一適配 特性曲線族KF_AD1。適配特性曲線族KF_AD、另一適配特性曲線族KF_AD1和/或參考特性 曲線族KF_REF替代地也可以是適配特性曲線、另一適配特性曲線或參考特性曲線。根據內燃機的轉速N，且優(yōu)選根據環(huán)境壓力AMP，通過適配特性曲線族KF_AD可 求得基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，也就是說，基本增壓壓力-適配 壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD作為內燃機轉速N的函數，必要時作為環(huán)境壓力AMP的函數 被存儲在適配特性曲線族 KF_AD 中PUT_WG_OPEN_AD_ADD=f (N)或者 PUT_WG_0PEN_AD_ ADD=f(N, AMP)。也可以根據內燃機的轉速N，且優(yōu)選根據環(huán)境壓力AMP，通過參考特性曲 線族KF_REF求得參考基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_REF，也就是說，參考基本增壓壓力值 PUT_WG_0PEN_REF作為內燃機轉速N的函數，必要時作為環(huán)境壓力AMP的函數被存儲在參 考特性曲線族 KF_REF 中PUT_WG_OPEN_REF=f (N)或者 PUT_WG_OPEN_REF=f (N, AMP)。相應 地，可以根據內燃機的轉速N，且優(yōu)選根據環(huán)境壓力AMP，通過另一適配特性曲線族KF_AD1 求得另一基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD，也就是說，另一基本增壓壓 力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD作為內燃機轉速N的函數，必要時作為環(huán)境壓力AMP 的函數被存儲在另一適配特性曲線族KF_AD1中PUT_WG_OPEN_ADl_ADD=f (N)或者PUT_WG_ 0PEN_ADl_ADD=f(N, AMP)。在參考特性曲線族KF_REF中優(yōu)選存儲有參考內燃機的參考基本增壓壓力值PUT_ WG_0PEN_REF，這些參考基本增壓壓力值例如在發(fā)動機試驗臺上針對相應類型的內燃機求 得，且優(yōu)選作為常數即不變地存儲在參考特性曲線族KF_REF中。通過如此預先給定的參考 基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_REF，可以從內燃機第一次投入運行開始使得內燃機運行。然 而，相應類型的內燃機的各個個體的運行參數通常要比參考內燃機雜散。例如，廢氣渦輪增 壓器的效率可能是雜散的，或者發(fā)動機充氣量和壓入壓力關系曲線(Motorschlucklinie) 可能是雜散的，或者渦輪機48的執(zhí)行器的特性例如測壓計彈簧的硬度或測壓計彈簧的預 應力可能是雜散的(streuen)。相比于參考內燃機的這種偏差會影響基本增壓壓力PUT_ WG_0PEN的大小，致使基本增壓壓力PUT_WG_0PEN通常也單獨雜散，即偏離于參考內燃機的在相應運行狀態(tài)下產生的基本增壓壓力PUT_WG_0PEN，也就是說，偏離于相應的參考基本增 壓壓力值 PUT_WG_0PEN_REF。因此優(yōu)選規(guī)定另一適配特性曲線族KF_AD1用于存儲在內燃機的預先給定的運行 狀態(tài)下實際產生的基本增壓壓力PUT_WG_0PEN相對于存儲在參考特性曲線族KF_REF中的 分別相應的參考基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_REF的相對偏差。這些相對偏差涉及被視為 無故障的內燃機相對于無故障的參考內燃機的個別差異。優(yōu)選在內燃機第一次投入運行 之后，特別是此后緊接著，在達到預先給定的運行小時數或預先給定的適配調整步驟數之 前，若存在至少一個激活條件，特別是存在預先給定的內燃機運行狀態(tài)，通過對另一適配特 性曲線族KF_AD1的適配調整，來求得這些相對偏差。在內燃機第一次投入運行時，針對在 另一適配特性曲線族KF_AD1中設定的每個內燃機轉速N，使得另一適配特性曲線族KF_AD1 優(yōu)選以零開始。預先給定的運行小時數或預先給定的適配調整步驟數優(yōu)選分別按照如下方 式預先給定相對于基本增壓壓力PUT_WG_0PEN的相對偏差可在內燃機正常運行期間，根 據內燃機相對于參考內燃機的個別差異，盡可能完全地，也就是說，盡可能針對在另一適配 特性曲線族KF_AD1中設定的每個內燃機轉速N來求得。于是，在達到預先給定的運行小 時數或預先給定的適配調整步驟數時，針對預先給定的轉速N存儲的參考基本增壓壓力值 PUT_WG_0PEN_REF和針對該預先給定的轉速N存儲的另一基本增壓壓力-適配壓力值PUT_ WG_0PEN_AD1_ADD之和優(yōu)選恰好等于在預先給定的轉速N情況下產生的實際基本增壓壓力 PUT_WG_0PEN。在達到預先給定的運行小時數或預先給定的適配調整步驟數時，不再繼續(xù)適 配調整另一適配特性曲線族KF_AD1，此后它恒定不變地與參考特性曲線族KF_REF —致。預 先給定的運行小時數例如大致在100小時的數量級內，預先給定的適配調整步驟數例如大 致為每個在另一適配特性曲線族KF_AD1設定的轉速N有20個適配調整步驟。但預先給定 的運行小時數或預先給定的適配調整步驟數也可以按照其它方式規(guī)定。優(yōu)選設置有計數器 C，用于對運行小時數或適配調整步驟數進行計數，且用于將其與預先給定的運行小時數或 適配調整步驟數比較。適配特性曲線族KF_AD被設置用于存儲在達到預先給定的運行小時數之后或者 在達到預先給定的適配調整步驟數之后在預先給定的內燃機運行狀態(tài)下實際產生的基本 增壓壓力PUT_WG_0PEN相對于分別相應的參考基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_REF和分別相 應的另一基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD之和的相對偏差。由此在適配 特性曲線族KF_AD中主要存儲基本增壓壓力PUT_WG_0PEN的由于內燃機及其組件老化和磨 蝕引起的變化。另外，在適配特性曲線族KF_AD中通過適配調整來求得由于進氣道1的故 障例如泄漏或空氣過濾器38受污染引起的變化。在內燃機第一次投入運行時，針對在適配 特性曲線族KF_AD中設定的每個內燃機轉速N，使得適配特性曲線族KF_AD優(yōu)選以零開始。根據參考基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_REF、基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_ 0PEN_AD_ADD和另一基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD來求得經適配調整 的基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_AD，在達到預先給定的運行小時數或預先給定的適配調整 步驟數之后，該基本增壓壓力值優(yōu)選恰好等于在分別出現的轉速N情況下產生的實際基本 增壓壓力PUT_WG_0PEN。經適配調整的基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_AD優(yōu)選作為參考基本 增壓壓力值PUT_WG_0PEN_REF、基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD和另一基 本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD之和來求得，并輸送給適配調整裝置ADAP的輸入端。另外將通過增壓壓力傳感器31測得的增壓壓力PUT輸送給適配調整裝置ADAP 的輸入端。增壓壓力PUT有時也可以根據另一傳感器或其它傳感器的相應的測量值來求 得，例如根據進氣管7上的未示出的進氣管壓力傳感器的相應的測量值來求得。如果節(jié)氣 閥5基本上最大程度地去節(jié)流，則在節(jié)氣閥5的下游進氣管7中的進氣管壓力基本上與在 節(jié)氣閥5的上游的增壓壓力PUT大小相同。適配調整裝置ADAP被設計用于根據增壓壓力PUT和經適配調整的基本增壓壓力 值PUT_WG_0PEN_AD對適配特性曲線族KF_AD進行適配調整，且用于在輸出端提供預先給定 的適配調整值AD。對適配特性曲線族KF_AD的適配調整優(yōu)選在存在預先給定的運行狀態(tài) 情況下，在達到預先給定的運行小時數或預先給定的適配調整步驟數之后進行。相應地，適 配調整裝置ADAP優(yōu)選被設計用于在達到預先給定的運行小時數或預先給定的適配調整步 驟數之前對另一適配特性曲線族KF_AD1進行適配調整。適配調整裝置ADAP例如被設計用 于將針對內燃機當前轉速N存儲在適配特性曲線族KF_AD中的基本增壓壓力-適配壓力值 PUT_WG_OPEN_AD_ADD或存儲在另一適配特性曲線族KF_AD1中的另一基本增壓壓力-適配 壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD提高預先給定的適配調整值AD，如果測得的或求得的增壓壓 力PUT比經適配調整的基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_AD大預先給定的適配調整閾值AD_ ΤΗ。相應地，適配調整裝置ADAP例如被設計用于將針對內燃機當前轉速N存儲在適配特 性曲線族KF_AD中的基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD或存儲在另一適配 特性曲線族KF_AD1中的另一基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD減小預先 給定的適配調整值AD，如果測得的或求得的增壓壓力PUT比經適配調整的基本增壓壓力值 PUT_WG_0PEN_AD小預先給定的適配調整閾值AD_TH。故障識別裝置ERR被設計用于根據存儲在適配特性曲線族KF_AD中的基本增壓 壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，特別是根據存儲在適配特性曲線族KF_AD中的 基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD的曲線的斜率A，識別進氣道1的故障， 特別是識別第一故障ERRl和第二故障ERR2。作為替代方案，圖3示范性地示出所求得的 可能存儲在適配特性曲線族KF_AD中的基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD 的第一曲線Cl和第二曲線C2。第一曲線Cl具有單調上升的形狀，第二曲線C2具有單調 下降的形狀。優(yōu)選根據基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD來求得回歸線 (Regressionsgerade)。作為斜率A，優(yōu)選求得每一個回歸線的斜率。因而就第一曲線Cl而 言，斜率A表示第一回歸線REG_C1的斜率，該斜率也表示第一曲線Cl的在這種情況下為正 的斜率。相應地，就第二曲線C2而言，斜率A表示第二回歸線REG_C2的斜率，該斜率也表 示第二曲線C2的在這種情況下為負的斜率。基本增壓壓力PUT_WG_0PEN通常大于環(huán)境壓力AMP。因此當在壓縮器42的下游在 進氣道1中有漏洞時，空氣通過漏洞從進氣道1流到外界環(huán)境中。基本增壓壓力PUT_WG_ OPEN很少隨轉速N改變。對于所有轉速N來說，在漏洞之前產生的壓力都基本等于在漏洞 之后產生的壓力。不考慮在基本增壓壓力PUT_WG_0PEN下在預先給定的內燃機運行狀態(tài)下 與空氣溫度的關系，流經漏洞的空氣質量流對于所有轉速N來說基本上都相同。內燃機氣 缸中的規(guī)定用于內燃機運行的即所希望的空氣質量流在基本增壓壓力PUT_WG_0PEN下在 預先給定的運行狀態(tài)下嚴格單調地隨著內燃機的轉速N上升。內燃機氣缸中的空氣質量流 與轉速N近似成比例。通過漏洞，基本增壓壓力PUT_WG_0PEN基本上與流經漏洞的空氣質量流相比于內燃機氣缸中的空氣質量流的比率成比例地相對于無故障的進氣道1下降。因此 針對較小的轉速N，通過適配調整得到量值較大的負的基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_ 0PEN_AD_ADD,而針對較大的轉速N，通過適配調整得到量值較小的負的基本增壓壓力-適 配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，由此得到第一曲線Cl和相關第一回歸線REG_C1的正的斜 率A。因此根據正的斜率A可以推斷出在壓縮器42下游有泄露，且可以將這種泄露例如識 別為進氣道1的第一故障ERRl?？諝膺^濾器38受污染會使得空氣過濾器38上的壓降增大?？諝膺^濾器38上的 壓降嚴格單調地隨著流經空氣過濾器38的空氣質量流上升。在基本增壓壓力PUT_WG_0PEN 下在預先給定的運行狀態(tài)下，流經空氣過濾器38的空氣質量流嚴格單調地隨著內燃機的 轉速N增大。由此針對較小的轉速N，通過適配調整得到量值較小的負的基本增壓壓力-適 配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，而針對較大的轉速N，通過適配調整得到量值較大的負的 基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD，由此得到第二曲線C2和相關第二回歸線 REG_C2的負的斜率Α。因此根據負的斜率A可以推斷出空氣過濾器38受到了污染，且可以 將這種空氣過濾器38受污染例如識別為進氣道1的第二故障ERR2。圖4A和4B為用于診斷內燃機的進氣道1的程序的流程圖。該流程圖特別是分步 驟地示出診斷，診斷的原理已對照圖2和3做過說明。程序優(yōu)選存儲在控制裝置25的存儲 介質上。程序優(yōu)選在步驟Sl中開始，在該步驟中必要時使得一些變量初始化。
在步驟S2中，例如求得節(jié)氣閥位置P0S_THR和渦輪機旁通閥位置P0S_WG，以便檢 查是否存在用于對基本增壓壓力PUT_WG_0PEN進行適配調整的至少一個激活條件。節(jié)氣閥 位置P0S_THR和渦輪機旁通閥位置P0S_WG尤其是相應位置的給定值。所述至少一個激活 條件包括存在預先給定的內燃機運行狀態(tài)，在該狀態(tài)下產生基本增壓壓力PUT_WG_0PEN， 也就是說，節(jié)氣閥5經過控制，使得節(jié)氣閥5具有至少一個預先給定的最大的開度，亦即基 本上盡可能最大程度地去節(jié)流，且渦輪機旁通閥50經過控制，使得廢氣渦輪增壓器的功率 等于預先給定的最小的功率，因而例如廢氣被引導基本上完全地越過渦輪機48。優(yōu)選地規(guī) 定，所述至少一個激活條件還包括預先給定的運行狀態(tài)存在預先給定的最短時間。預先給 定的最短時間例如在秒的數量級內，例如約為兩秒。但也可以規(guī)定其他的預先給定的最短 時間。如果至少一個激活條件在步驟S3中未得到滿足，則程序優(yōu)選在步驟S2中繼續(xù)。但 如果至少一個激活條件得到滿足，即存在內燃機的預先給定的運行狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，在 壓縮器42的下游產生基本增壓壓力PUT_WG_0PEN，則在步驟S4中測得或求得內燃機的增壓 壓力PUT和轉速N。必要時還測得或求得環(huán)境壓力AMP。在步驟S5中，根據轉速N且必要時根據環(huán)境壓力AMP求得經適配調整的基本增壓 壓力值PUT_WG_0PEN_AD。優(yōu)選該經適配調整的基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_AD作為參考 基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_REF、基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD有時 還有另一基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD之和被求得。在步驟S6中例 如利用適配調整裝置ADAP檢查測得的或求得的增壓壓力PUT是否比求得的經適配調整的 基本增壓壓力值PUT_WG_0PEN_AD至少大預先給定的適配調整閾值AD_TH。如果該條件得 到滿足，則在步驟S7中求得預先給定的適配調整值AD并為了適配調整而預先設定，且在步 驟S8中將轉速N必要時還將適配特性曲線族KF_AD的對應于環(huán)境壓力AMP的基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD提高即適配調整預先給定的適配調整值AD。相應地， 在步驟S6中檢查測得的或求得的增壓壓力PUT是否比求得的經適配調整的基本增壓壓力 值PUT_WG_0PEN_AD至少小預先給定的適配調整閾值AD_TH。如果該條件得到滿足，則在步 驟S7中求得預先給定的適配調整值AD并為了適配調整而預先設定，且在步驟S8中將轉速 N必要時還將適配特性曲線族KF_AD的對應于環(huán)境壓力AMP的基本增壓壓力-適配壓力值 PUT_WG_OPEN_AD_ADD減小即適配調整預先給定的適配調整值AD。然而如果這些條件在步 驟S6中未得到滿足，則程序優(yōu)選在步驟S2中繼續(xù)。于是不進行適配調整。在步驟S8之后，但并非一定要在該步驟之后緊接著，優(yōu)選進行步驟S9。在步驟S9 中，根據存儲在適配特性曲線族KF_AD中的基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD_ ADD求得斜率A。特別是根據所存儲的基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_OPEN_AD_ADD求 得回歸線，并將斜率A作為該回歸線的斜率而求得。在步驟SlO中檢查斜率A是否大于預先 給定的正的斜率閾值A_TH_P。如果該條件得到滿足，則在步驟Sll中識別出第一故障ERR1。 第一故障ERRl特別是表明在壓縮器42的下游進氣道1有泄漏。相應地，在步驟SlO中檢 查斜率A是否小于預先給定的負的斜率閾值A_TH_N。如果該條件得到滿足，則在步驟S12 中識別出第二故障ERR2。第二故障ERR2特別是表明空氣過濾器38受污染。在步驟Sll之 后或者在步驟S12之后，程序在步驟S13中終止。如果所述條件在步驟SlO中未得到滿足， 程序也在步驟S13中終止。優(yōu)選程序然后在步驟S2中繼續(xù)。步驟S9至S12特別是通過故 障識別裝置ERR來進行。第一或第二故障ERR1、ERR2的存在狀態(tài)優(yōu)選被記錄在控制裝置25 的故障存儲器中，和/或作為故障通報顯示給內燃機的使用者。程序相應地被設計用于對 另一適配特性曲線族KF_AD1的另一基本增壓壓力-適配壓力值PUT_WG_0PEN_AD1_ADD進 行適配調整。本發(fā)明并不局限于所述實施例。作為調節(jié)件的替代方案，例如可以設置有用于調 節(jié)渦輪機旁通閥50的另一調節(jié)件。代替在另一適配特性曲線族KF_AD1中，基于內燃機相 對于參考內燃機的個別差異的相對偏差例如也可以已經在參考特性曲線族KF_REF中予以 考慮，或者在適配特性曲線族KF_AD中求得。于是可以省去另一適配特性曲線族KF_AD1。 也可以對內燃機做出不同設計。特別是例如可以在進氣道1中設置有增壓空氣冷卻器，例 如設置在節(jié)氣閥5的上游或下游。所述程序還可以在另一程序中實施，和/或被分成子程 序。
權利要求
1.一種用于診斷內燃機進氣道的方法，該內燃機包括壓縮器(42)，其中-檢查是否滿足至少一個預先給定的激活條件；-檢測或求得壓縮器(42)下游的增壓壓力(PUT);-根據內燃機的轉速(N)和增壓壓力(PUT)對適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_ AD)進行適配調整，如果所述至少一個激活條件得到滿足；-求得一斜率(A)，該斜率表示適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_AD)的斜率；和-根據所求得的斜率(A)識別出內燃機進氣道的故障。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一個激活條件包括針對預先給定的內燃 機運行狀態(tài)測得或求得增壓壓力(PUT)，在內燃機無故障情況下，所測得的或求得的增壓壓 力(PUT)等于基本增壓壓力(PUT_WG_0PEN)。
3.如權利要求2所述的方法，其中在預先給定的運行狀態(tài)下，在內燃機無故障運行情 況下，測得的或求得的增壓壓力(PUT)等于基本增壓壓力(PUT_WG_0PEN)，預先給定的運行 狀態(tài)包括控制節(jié)氣閥(5)，使得節(jié)氣閥(5)具有至少一個預先給定的最大開度，且控制廢 氣渦輪增壓器的渦輪機旁通閥(50)，使得廢氣渦輪增壓器的功率等于預先給定的最小功 率。
4.如權利要求2或3中任一項所述的方法，其中所述至少一個激活條件包括使得預 先給定的運行狀態(tài)存在預先給定的最短時間。
5.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中在達到預先給定的運行小時數或預先 給定的適配調整步驟數之前，在內燃機第一次投入運行之后，代替所述適配特性曲線或適 配特性曲線族(KF_AD)，而對另一適配特性曲線或另一適配特性曲線族(KF_AD1)進行適配 調整，如果所述至少一個激活條件得到滿足，在達到預先給定的運行小時數或適配調整步 驟數之后，根據所述另一適配特性曲線或另一適配特性曲線族(KF_AD)對所述適配特性曲 線或適配特性曲線族(KF_AD)進行適配調整。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中對適配特性曲線或適配特性曲線族 (KF_AD)進行適配調整，或者必要時對另一適配特性曲線或另一適配特性曲線族(KF_AD1) 進行適配調整，如果針對轉速(N)測得的或求得的增壓壓力(PUT)比對應于該轉速(N)的經 適配調整的基本增壓壓力值(PUT_WG_0PEN_AD)大預先給定的上適配調整閾值(AD_TH_P)， 或者比對應于該轉速(N)的經適配調整的基本增壓壓力值(PUT_WG_0PEN_AD)小預先給定 的下適配調整閾值(AD_TH_N)，該基本增壓壓力值取決于適配特性曲線或適配特性曲線族 (KF_AD)，且必要時取決于另一適配特性曲線或另一適配特性曲線族(KF_AD)。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_ AD)根據環(huán)境壓力(AMP)來適配調整，如果至少一個激活條件得到滿足。
8.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中將斜率(A)作為回歸線的斜率來求得， 回歸線根據存儲在關于轉速(N)的適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_AD)中的基本增壓 壓力-適配調整壓力值(PUT_WG_OPEN_AD_ADD)來求得。
9.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中將壓縮器(42)下游的泄漏識別為進氣 道的故障，如果斜率(A)大于預先給定的正的斜率閾值(A_TH_P)。
10.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中將空氣過濾器(38)受污染識別為進氣 道的故障，如果斜率(A)小于預先給定的負的斜率閾值(A_TH_N)。
11. 一種用于診斷內燃機進氣道的裝置，其中該內燃機包括壓縮器(42)，該裝置被設 計用于-檢查是否滿足至少一個預先給定的激活條件； -檢測或求得壓縮器(42)下游的增壓壓力(PUT)；-根據內燃機的轉速(N)和增壓壓力(PUT)對適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_ AD)進行適配調整，如果所述至少一個激活條件得到滿足；-求得一斜率(A)，該斜率表示適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_AD)的斜率；和 -根據所求得的斜率(A)識別出內燃機進氣道的故障。
全文摘要
內燃機包括帶有壓縮器的進氣道。檢查是否滿足至少一個預先給定的激活條件。檢測或求得壓縮器下游的增壓壓力(PUT)。根據內燃機的轉速(N)和增壓壓力(PUT)對適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_AD)進行適配調整，如果所述至少一個激活條件得到滿足。求得一斜率，該斜率表示適配特性曲線或適配特性曲線族(KF_AD)的斜率。根據所求得的斜率識別出內燃機進氣道的故障。
文檔編號F02D41/22GK102057147SQ200980121762
公開日2011年5月11日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權日2008年6月11日
發(fā)明者丁格爾 J., 布克哈特 T. 申請人:歐陸汽車有限責任公司