用于识别内燃机的一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于识别内燃机的一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差的方法以及用于实施这种方法的计算单元。
【背景技术】
[0002]燃油喷射附件借助一个或者多个喷油器(也称作喷油阀或者喷油嘴)实现了用于在内燃机中燃烧需要的燃油的配量。在汽油直喷和共轨喷射中，燃油直接喷入到燃烧室中。配量的燃油量对于内燃机的燃烧质量和进而油耗以及废气特性具有决定性意义。
[0003]由喷油器本身的特性仍然影响配量的燃油量。由于在使用在内燃机内部的喷油器中出现的样本分布和损耗，由喷油器配量的燃油量(也就是说喷油量)能够不同。
[0004]借助高速测试在终端客户持有的机动车中也能够不拆卸地简单地检测内燃机的安装的喷油器的量偏差。在工厂环境中的特殊条件允许变化的运行状况以及确定的、稳定的工作点。这在行驶运行中经常是不可能的，因为内燃机的控制必须转换驾驶员意向。在内燃机的高速测试中能够识别不同的喷油量，方法是内燃机从确定的初始转速出发通过对除了一个喷油器的所有喷油器预先给定定义的额定喷射量加速固定的持续时间(所谓的高速)。在此抑制具有必要时在过去学习的值的精确功能、补偿功能和校准功能，以便尽可能明显地识别实际状态。于是测量达到的目标转速。完全改变(durchvariieren)未被控制的喷油器。当对于所有汽缸的其余的影响转矩的参数、这里尤其是压缩压力(在汽缸内部中能够通过活塞冲程产生的压力)相同时，如果所述目标转速不同于或者说目标转速与其他目标转速的平均值有显著偏差，由此能够推断出实际喷射量与额定喷射量的偏差。
[0005]因此值得期望的是，能够以简单的方式检测作为影响转矩的决定性参数的压缩压力对于所有汽缸是否相等。
【发明内容】
[0006]按照本发明提出了一种具有独立权利要求所述特征的用于识别内燃机的一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差的方法以及用于其实施的计算单元。有利的设计方案是从属权利要求以及以下说明的主题。
[0007]在本发明的范围中介绍了一种方法，以所述方法能够以简单的方式在从起动转速至目标转速(例如空转速度)滑行期间识别具有至少两个汽缸的内燃机的一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差。为此确定实际转速随曲轴单位角的变化(也就是说转速梯度)。级次分析所述转速梯度的曲线。
[0008]一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差导致振荡，所述振荡具有比点火频率(每单位角的点火次数)低的频率。级次分析尤其是不基于转速梯度的时间同步描述、而是基于角度同步(° KW)描述。优选以k=l，…，N并且N为汽缸数评定级次0=k/N。没有压缩压力故障，这些级次没有特别凸显的。级次0=1对应于点火频率(在四缸发动机中为4/720° Kff)ο通过比较不等于I的级次O (尤其是0〈1)与允许的阈值能够因此以简单的方式识别压缩故障。
[0009]在理想情况下，也就是说没有汽缸压缩故障，对于每个汽缸的压缩压力相同并且产生同步于每个汽缸的ZOT的周期变化。因为在压缩阶段期间在上止点之前需要的功为正(做功用于压缩在汽缸内部的气体)，曲轴的速度降低得比在以下阶段(也就是说膨胀)中更剧烈。在有故障的压缩情况下，用于压缩在汽缸中的气体需要的功更低并且在转速梯度的结果中更小并且振荡增加。这尤其导致级次0=1/4 (也就是说级次0=1/4的幅值位于允许的阈值之上)的明显出现。
[0010]能够优选识别出哪个汽缸有故障，方法是分析转速梯度的曲线。尤其是发生转速梯度的曲线与标准间隔的比较。如果所有汽缸密度相同，则转速梯度在标准间隔内部移动。如果转速梯度在一个时刻时位于标准间隔之外，则在一个汽缸中、尤其是在在转速梯度位于标准间隔之外的时刻时处于做功冲程中的这个汽缸中存在压缩故障。
[0011]本发明的优点是在当前的高速测试的设计方案中没有明显变化地快速识别有故障的压缩。
[0012]在滑行期间有利地不点火内燃机并且停止喷油。因此，仅通过换气过程影响转速梯度。
[0013]能够例如通过以电机、尤其是起动机驱动内燃机、或者通过点火内燃机起动起动转速。为了能够满足能负重的声明，起动转速不应该选择得太小。起动转速能够为最大可达到的转速的大约80%或者其能够处于具有最高功率输出的转速的范围中。
[0014]本发明尤其适用于不仅在试验台上而且在运行期间控制器实现的轿车或者货车或者说商用车的汽油机或者柴油机的测试。
[0015]按照本发明的计算单元、例如机动车的或者说内燃机的控制器尤其技术编程地为此设置，即实施按照本发明的方法。
[0016]以软件形式实现所述方法也是有利的，因为当执行的控制器还用于其他任务并且因此总归存在时，这产生特别少的成本。用于储备计算机程序的合适的数据载体尤其是软aj^a、K#、EEPR0M、ra-R0M、DVD以及其他等等。也能够通过计算机网络(因特网、内联网等等)下载程序。
[0017]由说明和附图给出本发明的其他的优点和设计方案。
[0018]可以理解，能够不仅以各个指定的组合、也以其他组合或者单独地使用以上提到的和以下还待阐述的特征，而没有放弃本发明的范围。
[0019]借助实施例在附图中示意地示出并且以下参照附图详细地说明本发明。
【附图说明】
[0020]图1示出了具有燃油喷射装置和多个喷油器的内燃机的极为示意性的图示；
图2分别示出了在滑行时具有无故障的汽缸的情况和具有故障的汽缸的情况的转速曲线；
图3示出了在滑行时图2所示的情况的转速梯度的曲线。
【具体实施方式】
[0021]在图1中示意性地示出了内燃机10的截取区段，所述内燃机包括燃油储箱12，借助供油系统14将燃油从燃油储箱中输送到燃油高压管路16中。燃油高压管路16例如构造为共轨。燃油高压管路16与喷油器18相连接，所述喷油器能够实现将燃油直接喷射到汽缸20的各个配属于喷油器18的燃烧室中。由计算单元、这里为控制器22控制目前具有供油系统14、燃油高压管路16和喷油器18的内燃机10并且尤其是燃油喷射装置的运行。控制器22能够实现输入值、例如当前转速的获取、和输出值的准备或者说执行器的控制、尤其是喷油器18的控制。
[0022]在图2中描绘了两个在滑行期间测量的、相对时间t或者替代地相对曲轴转速的转速曲线201、202。
[0023]所述滑行运行测试在时刻h开始，在所述时刻时内燃机或者说其曲轴以起动转速nmax旋转。起动转速有利地处于允许最大转速的大约80%或者更多。在时刻t C1时喷射停止并且节气门或者诸如此类的打开。因此主要通过换气过程影响转速降低，因为能够由此认为，对于所有汽缸的摩擦以及诸如此类是相同的。在时刻^时结束滑行测试，有利地因为达到了空转速度Iitl (或者因为预定的持续时间终止)。为了避免内燃机熄火，现在能够再次转换到点火运行中。
[0024]转速曲线201对应于具有无故障的汽缸的情况。可以看出转速信号的振荡。该振荡由通过压缩引起的直到到达上止点(OT)的减速和通过膨胀引起的在上止点(OT)之后的加速引起。所述由转速曲线201得到的转速梯度曲线在图3中示出并且以301表示。
[0025]转速曲线202对应于具有故障的汽缸的情况。可以看出转速信号的基本振荡，所述基本振荡由另一个振荡覆盖。该振荡由通过受干扰的压缩引起的直到到达上止点(OT)的减缓的减速和通过(由此同样受干扰的)膨胀引起的在上止点(OT)之后的减缓的加速引起。当有故障的汽缸压缩和膨胀(也就是说压缩冲程和做功冲程)时，基本振荡的振幅因此与其余的时间相比总是减小的。所述由转速曲线202得到的转速梯度曲线在图3中示出并且以302表示。
[0026]正如提到的那样，在图3中描绘了相对于曲轴转速nrot的转速梯度曲线η’。
[0027]可以看出，在无故障的情况下，转速梯度曲线301主要仅具有一个频率。尤其是每个旋转可以看到两个周期，从而所述频率对应于点火频率。因此，转速梯度曲线301关于点火频率具有级次0=1。
[0028]另一方面可以看出，在有故障的情况下，转速梯度曲线302除了具有点火频率还有另一个频率。尤其是所述振荡的振幅在每四个点火频率时降低。因此，转速梯度曲线302关于点火频率具有级次0=1和0=1/4。
[0029]在示出的实施方式中判断转速梯度。为此在滑行期间级次分析转速梯度302的曲线，以便确定振荡级。在无故障的情况下、也就是说当所述汽缸的压缩压力相等时，所述级次I对应于点火频率。因此，当除了级次0=1 (在例如半曲轴旋转的四缸发动机中对应于点火频率)也有较小的级次显著出现(也就是说多于允许的阈值)时、在四缸发动机中尤其是级次0=1/4时，能够识别出故障。
【主权项】
1.用于识别具有至少两个汽缸(10)的内燃机的一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差的方法， 其中所述内燃机(10)的曲轴的转速从起动转速(nmax)减小至目标转速(?), 其中获得实际转速(101)并且确定实际转速(101)随曲轴的单位角度的变化的曲线作为转速梯度(102)的曲线， 其中级次分析所述转速梯度(102 )的曲线， 其中当所选择的级次的振幅处于允许的阈值之上时，识别出一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差。
2.按权利要求1所述的方法，其中取决于所述内燃机(10)的汽缸数量地求得所选择的级次。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中所述级次是基本级次的分数k/N，所述级次对应于点火频率，其中N是内燃机的最低限度的汽缸数量并且k=l，…，N-1。
4.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中至少两个汽缸不点火。
5.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述转速梯度(102)与标准间隔进行比较，其中根据所述转速梯度(102)处于标准间隔(105)之外的时刻确定所述汽缸，所述汽缸的压缩压力不同于另一个汽缸的压缩压力。
6.计算单元，设置所述计算单元以实施按上述权利要求中任一项所述的方法。
7.计算机程序，所述计算机程序支配计算单元，以便当计算机程序尤其在按照权利要求6所述的计算单元上执行时，实施按照权利要求1至5中任一项所述的方法。
8.可由机器读取的存储介质，其具有在其上存储的、按照权利要求7所述的计算机程序。
【专利摘要】本发明涉及一种用于识别具有至少两个汽缸（10）的内燃机的一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差的方法，其中所述内燃机（10）的曲轴的转速从起动转速（nmax）减小至目标转速（n0），其中获得实际转速（101）并且确定实际转速（101）随曲轴的单位角度的变化的曲线作为转速梯度（102）的曲线，其中级次分析转速梯度（102）的曲线，其中当所选择的级次的振幅处于允许的阈值之上时，识别出一个汽缸的压缩压力与另一个汽缸的压缩压力的偏差。
【IPC分类】F02D41-00
【公开号】CN104632442
【申请号】CN201410634849
【发明人】巴尔德 C., 马泰乌奇 A.
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年11月7日
【公告号】DE102013222711A1, US20150128688