用于識別內(nèi)燃機的一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于識別內(nèi)燃機的一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差的方法以及用于實施這種方法的計算單元。
【背景技術(shù)】
[0002]燃油噴射附件借助一個或者多個噴油器(也稱作噴油閥或者噴油嘴)實現(xiàn)了用于在內(nèi)燃機中燃燒需要的燃油的配量。在汽油直噴和共軌噴射中，燃油直接噴入到燃燒室中。配量的燃油量對于內(nèi)燃機的燃燒質(zhì)量和進而油耗以及廢氣特性具有決定性意義。
[0003]由噴油器本身的特性仍然影響配量的燃油量。由于在使用在內(nèi)燃機內(nèi)部的噴油器中出現(xiàn)的樣本分布和損耗，由噴油器配量的燃油量(也就是說噴油量)能夠不同。
[0004]借助高速測試在終端客戶持有的機動車中也能夠不拆卸地簡單地檢測內(nèi)燃機的安裝的噴油器的量偏差。在工廠環(huán)境中的特殊條件允許變化的運行狀況以及確定的、穩(wěn)定的工作點。這在行駛運行中經(jīng)常是不可能的，因為內(nèi)燃機的控制必須轉(zhuǎn)換駕駛員意向。在內(nèi)燃機的高速測試中能夠識別不同的噴油量，方法是內(nèi)燃機從確定的初始轉(zhuǎn)速出發(fā)通過對除了一個噴油器的所有噴油器預(yù)先給定定義的額定噴射量加速固定的持續(xù)時間(所謂的高速)。在此抑制具有必要時在過去學習的值的精確功能、補償功能和校準功能，以便盡可能明顯地識別實際狀態(tài)。于是測量達到的目標轉(zhuǎn)速。完全改變(durchvariieren)未被控制的噴油器。當對于所有汽缸的其余的影響轉(zhuǎn)矩的參數(shù)、這里尤其是壓縮壓力(在汽缸內(nèi)部中能夠通過活塞沖程產(chǎn)生的壓力)相同時，如果所述目標轉(zhuǎn)速不同于或者說目標轉(zhuǎn)速與其他目標轉(zhuǎn)速的平均值有顯著偏差，由此能夠推斷出實際噴射量與額定噴射量的偏差。
[0005]因此值得期望的是，能夠以簡單的方式檢測作為影響轉(zhuǎn)矩的決定性參數(shù)的壓縮壓力對于所有汽缸是否相等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]按照本發(fā)明提出了一種具有獨立權(quán)利要求所述特征的用于識別內(nèi)燃機的一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差的方法以及用于其實施的計算單元。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求以及以下說明的主題。
[0007]在本發(fā)明的范圍中介紹了一種方法，以所述方法能夠以簡單的方式在從起動轉(zhuǎn)速至目標轉(zhuǎn)速(例如空轉(zhuǎn)速度)滑行期間識別具有至少兩個汽缸的內(nèi)燃機的一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差。為此確定實際轉(zhuǎn)速隨曲軸單位角的變化(也就是說轉(zhuǎn)速梯度)。級次分析所述轉(zhuǎn)速梯度的曲線。
[0008]一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差導(dǎo)致振蕩，所述振蕩具有比點火頻率(每單位角的點火次數(shù))低的頻率。級次分析尤其是不基于轉(zhuǎn)速梯度的時間同步描述、而是基于角度同步(° KW)描述。優(yōu)選以k=l，…，N并且N為汽缸數(shù)評定級次0=k/N。沒有壓縮壓力故障，這些級次沒有特別凸顯的。級次0=1對應(yīng)于點火頻率(在四缸發(fā)動機中為4/720° Kff)ο通過比較不等于I的級次O (尤其是0〈1)與允許的閾值能夠因此以簡單的方式識別壓縮故障。
[0009]在理想情況下，也就是說沒有汽缸壓縮故障，對于每個汽缸的壓縮壓力相同并且產(chǎn)生同步于每個汽缸的ZOT的周期變化。因為在壓縮階段期間在上止點之前需要的功為正(做功用于壓縮在汽缸內(nèi)部的氣體)，曲軸的速度降低得比在以下階段(也就是說膨脹)中更劇烈。在有故障的壓縮情況下，用于壓縮在汽缸中的氣體需要的功更低并且在轉(zhuǎn)速梯度的結(jié)果中更小并且振蕩增加。這尤其導(dǎo)致級次0=1/4 (也就是說級次0=1/4的幅值位于允許的閾值之上)的明顯出現(xiàn)。
[0010]能夠優(yōu)選識別出哪個汽缸有故障，方法是分析轉(zhuǎn)速梯度的曲線。尤其是發(fā)生轉(zhuǎn)速梯度的曲線與標準間隔的比較。如果所有汽缸密度相同，則轉(zhuǎn)速梯度在標準間隔內(nèi)部移動。如果轉(zhuǎn)速梯度在一個時刻時位于標準間隔之外，則在一個汽缸中、尤其是在在轉(zhuǎn)速梯度位于標準間隔之外的時刻時處于做功沖程中的這個汽缸中存在壓縮故障。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點是在當前的高速測試的設(shè)計方案中沒有明顯變化地快速識別有故障的壓縮。
[0012]在滑行期間有利地不點火內(nèi)燃機并且停止噴油。因此，僅通過換氣過程影響轉(zhuǎn)速梯度。
[0013]能夠例如通過以電機、尤其是起動機驅(qū)動內(nèi)燃機、或者通過點火內(nèi)燃機起動起動轉(zhuǎn)速。為了能夠滿足能負重的聲明，起動轉(zhuǎn)速不應(yīng)該選擇得太小。起動轉(zhuǎn)速能夠為最大可達到的轉(zhuǎn)速的大約80%或者其能夠處于具有最高功率輸出的轉(zhuǎn)速的范圍中。
[0014]本發(fā)明尤其適用于不僅在試驗臺上而且在運行期間控制器實現(xiàn)的轎車或者貨車或者說商用車的汽油機或者柴油機的測試。
[0015]按照本發(fā)明的計算單元、例如機動車的或者說內(nèi)燃機的控制器尤其技術(shù)編程地為此設(shè)置，即實施按照本發(fā)明的方法。
[0016]以軟件形式實現(xiàn)所述方法也是有利的，因為當執(zhí)行的控制器還用于其他任務(wù)并且因此總歸存在時，這產(chǎn)生特別少的成本。用于儲備計算機程序的合適的數(shù)據(jù)載體尤其是軟aj^a、K#、EEPR0M、ra-R0M、DVD以及其他等等。也能夠通過計算機網(wǎng)絡(luò)(因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等等)下載程序。
[0017]由說明和附圖給出本發(fā)明的其他的優(yōu)點和設(shè)計方案。
[0018]可以理解，能夠不僅以各個指定的組合、也以其他組合或者單獨地使用以上提到的和以下還待闡述的特征，而沒有放棄本發(fā)明的范圍。
[0019]借助實施例在附圖中示意地示出并且以下參照附圖詳細地說明本發(fā)明。
【附圖說明】
[0020]圖1示出了具有燃油噴射裝置和多個噴油器的內(nèi)燃機的極為示意性的圖示；
圖2分別示出了在滑行時具有無故障的汽缸的情況和具有故障的汽缸的情況的轉(zhuǎn)速曲線；
圖3示出了在滑行時圖2所示的情況的轉(zhuǎn)速梯度的曲線。
【具體實施方式】
[0021]在圖1中示意性地示出了內(nèi)燃機10的截取區(qū)段，所述內(nèi)燃機包括燃油儲箱12，借助供油系統(tǒng)14將燃油從燃油儲箱中輸送到燃油高壓管路16中。燃油高壓管路16例如構(gòu)造為共軌。燃油高壓管路16與噴油器18相連接，所述噴油器能夠?qū)崿F(xiàn)將燃油直接噴射到汽缸20的各個配屬于噴油器18的燃燒室中。由計算單元、這里為控制器22控制目前具有供油系統(tǒng)14、燃油高壓管路16和噴油器18的內(nèi)燃機10并且尤其是燃油噴射裝置的運行?？刂破?2能夠?qū)崿F(xiàn)輸入值、例如當前轉(zhuǎn)速的獲取、和輸出值的準備或者說執(zhí)行器的控制、尤其是噴油器18的控制。
[0022]在圖2中描繪了兩個在滑行期間測量的、相對時間t或者替代地相對曲軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速曲線201、202。
[0023]所述滑行運行測試在時刻h開始，在所述時刻時內(nèi)燃機或者說其曲軸以起動轉(zhuǎn)速nmax旋轉(zhuǎn)。起動轉(zhuǎn)速有利地處于允許最大轉(zhuǎn)速的大約80%或者更多。在時刻t C1時噴射停止并且節(jié)氣門或者諸如此類的打開。因此主要通過換氣過程影響轉(zhuǎn)速降低，因為能夠由此認為，對于所有汽缸的摩擦以及諸如此類是相同的。在時刻^時結(jié)束滑行測試，有利地因為達到了空轉(zhuǎn)速度Iitl (或者因為預(yù)定的持續(xù)時間終止)。為了避免內(nèi)燃機熄火，現(xiàn)在能夠再次轉(zhuǎn)換到點火運行中。
[0024]轉(zhuǎn)速曲線201對應(yīng)于具有無故障的汽缸的情況?？梢钥闯鲛D(zhuǎn)速信號的振蕩。該振蕩由通過壓縮引起的直到到達上止點(OT)的減速和通過膨脹引起的在上止點(OT)之后的加速引起。所述由轉(zhuǎn)速曲線201得到的轉(zhuǎn)速梯度曲線在圖3中示出并且以301表示。
[0025]轉(zhuǎn)速曲線202對應(yīng)于具有故障的汽缸的情況。可以看出轉(zhuǎn)速信號的基本振蕩，所述基本振蕩由另一個振蕩覆蓋。該振蕩由通過受干擾的壓縮引起的直到到達上止點(OT)的減緩的減速和通過(由此同樣受干擾的)膨脹引起的在上止點(OT)之后的減緩的加速引起。當有故障的汽缸壓縮和膨脹(也就是說壓縮沖程和做功沖程)時，基本振蕩的振幅因此與其余的時間相比總是減小的。所述由轉(zhuǎn)速曲線202得到的轉(zhuǎn)速梯度曲線在圖3中示出并且以302表示。
[0026]正如提到的那樣，在圖3中描繪了相對于曲軸轉(zhuǎn)速nrot的轉(zhuǎn)速梯度曲線η’。
[0027]可以看出，在無故障的情況下，轉(zhuǎn)速梯度曲線301主要僅具有一個頻率。尤其是每個旋轉(zhuǎn)可以看到兩個周期，從而所述頻率對應(yīng)于點火頻率。因此，轉(zhuǎn)速梯度曲線301關(guān)于點火頻率具有級次0=1。
[0028]另一方面可以看出，在有故障的情況下，轉(zhuǎn)速梯度曲線302除了具有點火頻率還有另一個頻率。尤其是所述振蕩的振幅在每四個點火頻率時降低。因此，轉(zhuǎn)速梯度曲線302關(guān)于點火頻率具有級次0=1和0=1/4。
[0029]在示出的實施方式中判斷轉(zhuǎn)速梯度。為此在滑行期間級次分析轉(zhuǎn)速梯度302的曲線，以便確定振蕩級。在無故障的情況下、也就是說當所述汽缸的壓縮壓力相等時，所述級次I對應(yīng)于點火頻率。因此，當除了級次0=1 (在例如半曲軸旋轉(zhuǎn)的四缸發(fā)動機中對應(yīng)于點火頻率)也有較小的級次顯著出現(xiàn)(也就是說多于允許的閾值)時、在四缸發(fā)動機中尤其是級次0=1/4時，能夠識別出故障。
【主權(quán)項】
1.用于識別具有至少兩個汽缸(10)的內(nèi)燃機的一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差的方法， 其中所述內(nèi)燃機(10)的曲軸的轉(zhuǎn)速從起動轉(zhuǎn)速(nmax)減小至目標轉(zhuǎn)速(?), 其中獲得實際轉(zhuǎn)速(101)并且確定實際轉(zhuǎn)速(101)隨曲軸的單位角度的變化的曲線作為轉(zhuǎn)速梯度(102)的曲線， 其中級次分析所述轉(zhuǎn)速梯度(102 )的曲線， 其中當所選擇的級次的振幅處于允許的閾值之上時，識別出一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中取決于所述內(nèi)燃機(10)的汽缸數(shù)量地求得所選擇的級次。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述級次是基本級次的分數(shù)k/N，所述級次對應(yīng)于點火頻率，其中N是內(nèi)燃機的最低限度的汽缸數(shù)量并且k=l，…，N-1。
4.按上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中至少兩個汽缸不點火。
5.按上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中將所述轉(zhuǎn)速梯度(102)與標準間隔進行比較，其中根據(jù)所述轉(zhuǎn)速梯度(102)處于標準間隔(105)之外的時刻確定所述汽缸，所述汽缸的壓縮壓力不同于另一個汽缸的壓縮壓力。
6.計算單元，設(shè)置所述計算單元以實施按上述權(quán)利要求中任一項所述的方法。
7.計算機程序，所述計算機程序支配計算單元，以便當計算機程序尤其在按照權(quán)利要求6所述的計算單元上執(zhí)行時，實施按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法。
8.可由機器讀取的存儲介質(zhì)，其具有在其上存儲的、按照權(quán)利要求7所述的計算機程序。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于識別具有至少兩個汽缸（10）的內(nèi)燃機的一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差的方法，其中所述內(nèi)燃機（10）的曲軸的轉(zhuǎn)速從起動轉(zhuǎn)速（nmax）減小至目標轉(zhuǎn)速（n0），其中獲得實際轉(zhuǎn)速（101）并且確定實際轉(zhuǎn)速（101）隨曲軸的單位角度的變化的曲線作為轉(zhuǎn)速梯度（102）的曲線，其中級次分析轉(zhuǎn)速梯度（102）的曲線，其中當所選擇的級次的振幅處于允許的閾值之上時，識別出一個汽缸的壓縮壓力與另一個汽缸的壓縮壓力的偏差。
【IPC分類】F02D41-00
【公開號】CN104632442
【申請?zhí)枴緾N201410634849
【發(fā)明人】巴爾德 C., 馬泰烏奇 A.
【申請人】羅伯特·博世有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月7日
【公告號】DE102013222711A1, US20150128688