专利名称：用于对内燃机进行控制的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对内燃机进行控制的方法和装置。
背景技术：
通过内燃机的空气系统中的传感器来检测物理参量，并且将其用作输入参量，用于计算其它所建模的参量。比如从未预先公开的DE 10 2010 0(^849中公开了一种如何能够从所检测的空气质量流量中计算节流阀之前的空气压力的方法。比如对于具有涡轮增压器的柴油发动机来说可以从内燃机的充气程度、所喷射的燃料的量、涡轮增压器的旋转速度、涡轮增压器的几何因子和排气管道中的温度来计算排气管道中的压力。调节器比如增压压力调节器或者空气量调节器基于以上那些参量，用于在排放、 消耗等方面保证最佳的发动机充气程度。有故障的传感器因此会导致排放变差并且因此必须根据法律进行诊断。在法律上在这方面要求能够可靠的对单个的传感器的失灵情况进行诊断。相反，在法律上不必对所谓的双重故障也就是两个或者更多个传感器的同时失灵进行研究。因而对于诊断方法来说，可以以最多一个传感器有故障这种前提为出发点。比如可以为电缆脱落、对地短路和电压供应实施电气诊断。此外可以针对第二传感器而对一个传感器进行可信性检测，并且必要时可以在所定义的工作点中实施偏移校正。比如知道，在发动机停止时用环境压力传感器对增压压力传感器和排气背压传感器进行可信性检测。但是，由此所定义的工作点仅仅是所述传感器的可能的运行点并且远远没有覆盖完整的运行范围。此外，可以额外地用所述增压压力传感器来对空气量测量计进行可信性检测。但是，在这种处理方式中无法进行明确的“位置瞄准(Pinpointing)”，也就是说无法推断出，是增压压力传感器还是空气量测量计有故障。对于排气背压传感器来说，在该排气背压传感器的完整的工作范围内不存在诊断。
发明内容
相对于此，按本发明的方法提供排气背压传感器的完整的诊断。所述排气背压传感器在此比如与空气量测量计和增压压力传感器一起合并为传感器系统，在此对该传感器系统进行诊断。但是，也可以取代所述排气背压传感器、空气量测量计和增压压力传感器而对任意其它的包括内燃机的空气系统的第一、第二和第三空气状态传感器的传感器系统进行诊断。为此首先确定，所述传感器系统是否正常地工作。这通过以下方式来进行，即首先检查，所述传感器系统的所有传感器彼此间是否提供可信的数值。而后通过仅仅取决于所述传感器系统的三个传感器中的两个传感器的参量的成对的比较，来成对地相互对传感器进行可信性检测。如果所述数值是可信的，但是在整个系统中存在着故障，那么按本发明就推断出在剩余的传感器中存在着故障。
为了对这样的包括第一空气状态传感器、第二空气状态传感器和第三空气状态传感器的传感器系统是否正常地工作进行评估，以两种不同的方式求得表征所述空气系统的状态的第一比较参量的第一数值和第二数值并且随后将这两个数值彼此进行比较。在此重要的是，所述第一数值与第二数值之间的比较的结果取决于所述第一、第二和第三空气状态传感器的输出参量中的每一个输出参量。如果而后根据所述表征空气系统的状态的第一比较参量的第一数值和第二数值的比较断定在所述传感器系统中存在着故障，那就存在着用于所有三个传感器的正常的工作的诊断方法。由此看出，在传感器系统中究竟是否存在着故障。如果看出存在着故障，那就可以在接下来的步骤中进一步描述故障的特征。因此在接下来的步骤中可以确定，在这些传感器中的哪些传感器或者哪个传感器中存在着所述故障。所述表征空气系统的状态的第一比较参量比如可以通过流经废气再循环阀的质量流量或者通过排气背压来产生。如果在下一个步骤中以两种不同的方式求得表征空气系统的状态的第二比较参量的第三数值和第四数值，其中如此进行所述求取过程，使得所述第三数值与第四数值之间的比较的结果取决于所述第一空气状态传感器和第二空气状态传感器的输出参量并且不取决于所述第三空气状态传感器的输出参量，并且随后根据所述表征空气系统的状态的第二比较参量的第三数值与第四数值的比较来推断，所述第三空气状态传感器有故障，那么这就获得以下优点，即可以目标明确地识别所述第三传感器的故障。如果在此在分开步骤中最终触发对第一空气流进行控制的第一器件并且由此将所述空气系统划分为第一区域和第二区域，其中所述三个空气状态传感器中的两个空气状态传感器处于所述第一区域中并且所述三个空气状态传感器中的剩余的空气状态传感器处于所述第二区域中，从而所述第三数值与第四数值之间的比较的结果不取决于所述第三空气状态传感器的输出参量，那就可以以特别简单的方式产生所述第三数值与第四数值之间的比较的取决于所述第一和第二空气状态传感器的输出参量的依赖性和不取决于所述第三空气状态传感器的输出参量的独立性。如果这个表征所述空气系统的状态的第二比较参量通过流经废气再循环阀的质量流量或者通过排气背压或者通过内燃机的燃烧室的每时间单位的空气充气来产生，那就可以特别容易地实现取决于所述第一和第二空气状态传感器的输出参量的依赖性以及不取决于所述第三空气状态传感器的输出参量的独立性。如果进一步以两种不同的方式如此求得表征所述空气系统的状态的第三比较参量的第五数值和第六数值，使得所述第五数值与第六数值之间的比较的结果取决于所述第二空气状态传感器和第三空气状态传感器的输出参量并且不取决于所述第一空气状态传感器的输出参量，并且而后根据所述表征空气系统的状态的第三比较参量的第五数值与第六数值的比较来推断，所述第一空气状态传感器有故障，那就可以保证所谓的“位置瞄准”， 也就是说传感器系统的故障明确地匹配给单个的传感器的故障。如果在此最终触发对第二空气流进行控制的第二器件并且由此将所述空气系统划分为第三区域和第四区域，其中所述三个空气状态传感器中的两个空气状态传感器处于所述第三区域中并且所述三个空气状态传感器中的剩余的空气状态传感器处于所述第四区域中，从而所述第五数值与第六数值之间的比较的结果不取决于所述第二空气状态传感器的输出参量，那就可以特别容易地实现取决于所述第二和第三空气状态传感器的输出参量的依赖性和不取决于所述第一空气状态传感器的输出参量的独立性。如果所述表征空气系统的状态的第三比较参量通过流经废气再循环阀的质量流量或者通过排气背压或者通过内燃机的燃烧室的每时间单位的空气充气程度来产生，那就可以特别容易地实现取决于所述第一和第二空气状态传感器的输出参量之间的依赖性以及不取决于所述第三空气状态传感器的输出参量的独立性。
附图示出了所述按本发明的方法的一种特别有利的实施方式。其中 图1是具有废气涡轮增压器的内燃机的空气系统的示意图2是没有废气涡轮增压器的内燃机的空气系统的示意图； 图3是控制/调节装置内部的计算框； 图4是所述诊断方法的一般流程； 图5是用于传感器系统的可信性检测的实施例； 图6是用于两个传感器彼此间的可信性检测的实施例； 图7是用于所述诊断方法的流程的第一种实施例； 图8是用于所述诊断方法的流程的第二种实施例；并且图9是用于所述诊断方法的流程的第三种实施例。
具体实施例方式图1示出了具有废气涡轮增压器的内燃机的空气系统。新鲜空气通过吸管10从空气量测量计20的旁边流过，被以旋转速度nL旋转的废气涡轮增压器30所压缩，并且经由节流阀40流入到进气管道50中。每时间单位空气充气m22流入到燃烧室80中。燃料喷射装置85每时间单位将燃料量mK喷射到燃烧室80中。通过以常见方式进行的燃烧过程，以旋转速度nM来驱动曲轴。每时间单位废气量m31离开所述燃烧室80并且流入到排气管道90中。废气量m31的一部分通过废气再循环管路100流回到所述进气管道50中。 每时间单位反馈的气体量mEGR通过废气再循环阀110的张开程度来确定。所述废气量m31 的未反馈的剩余部分流经废气涡轮增压器30的涡轮叶片并且由此驱动着所述废气涡轮增压器30。控制/调节装置130比如从传感器接收信号并且将信号比如发送给执行器。所述空气量测量计20检测每时间单位通过所述吸管10流动的空气量mHFM，并且将相应的输出信号发送给所述控制/调节装置130。在进气管道50中存在的气体具有增压压力p22和进气温度T22。进气温度传感器 140检测进气温度T22并且将相应的输出信号发送给所述控制/调节装置130。增压压力传感器150检测所述增压压力p22并且将相应的输出信号发送给所述控制/调节装置130。排气管道90中的气体具有排气温度T3和排气背压p3。排气背压传感器160检测排气背压P3并且将相应的输出信号发送给所述控制/调节装置130。排气温度传感器170 检测排气温度T3并且将相应的输出信号发送给所述控制/调节装置130。转速传感器120 检测曲轴的旋转速度nM并且将相应的输出信号发送给所述控制/调节装置130。
所述控制/调节装置130将节流阀触发信号cDK发送给所述节流阀40，为了并且就这样确定所述节流阀40的张开程度并且由此确定流过所述节流阀40的新鲜气体的流量。所述控制/调节装置130将废气再循环阀-触发信号cEGR发送给废气再循环阀110， 并且就这样确定所述废气再循环阀110的张开横截面，并且由此确定每时间单位反馈的气体量mEGR。所述控制/调节装置130将燃料喷射装置-触发信号ClN发送给燃料喷射装置 85，并且由此确定每时间单位喷射的燃料量mK。所述控制/调节装置130将废气涡轮增压器-触发信号cVTG发送给所述废气涡轮增压器30并且由此确定涡轮机的几何结构。所述涡轮机的几何结构影响着所述废气涡轮增压器的旋转速度nL。图2示出了没有废气涡轮增压器30的内燃机的构造。该构造与在图1中示出的内燃机相类似。在排气管道90中额外地有一个对废气的流动进行调节的消声器180。图3示出了一些示范性的计算框，借助于所述计算框所述控制/调节装置130在由其接收的传感器信号和由其发送的执行器信号的基础上计算其它的表征空气系统的状态的参量。图3a示出了空气充气-计算框200。所述空气充气-计算框200从增压压力p22、 进气温度T22和曲轴的转速nM出发来计算每时间单位流进所述燃烧室80中的空气充气 m22。如果用V22表示所述进气管道50的容积，用R表示在进气管道50中存在的气体混合物的气体常数并且用IA表示取决于所喷射的燃料量mK和曲轴的转速nM的比例常数，那就以以下公式获得由所述空气充气-计算框200求得的关联
权利要求
1.用于对内燃机的空气系统中的传感器系统的故障进行诊断的方法，所述传感器系统包括第一空气状态传感器、第二空气状态传感器和第三空气状态传感器，其中在总计算步骤(1001)中以两种不同的方式来如此求得表征所述空气系统的状态的第一比较参量的第一数值和第二数值，使得所述第一数值与第二数值之间的比较的结果取决于所述第一、第二和第三空气状态传感器的输出参量中的每个输出参量，并且其中在故障识别步骤(1002)中根据所述第一比较参量的第一数值与第二数值的比较来断定，在所述传感器系统中存在着故障。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一比较参量通过流经废气再循环阀 (110)的质量流量(mEGR)或者通过排气背压(p3)来产生。
3.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-在第二计算步骤(1003)中以两种不同的方式如此求得表征所述空气系统的状态的第二比较参量的第三数值和第四数值，-使得所述第三数值与第四数值之间的比较的结果取决于所述第一空气状态传感器和第二空气状态传感器的输出参量并且不取决于所述第三空气状态传感器的输出参量，并且-在第二故障识别步骤(1004)中根据所述第二比较参量的第三数值与第四数值的比较来推断，所述第三空气状态传感器有故障。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于，在分开步骤(1040、1090)中最终触发对第一空气流进行控制的第一器件并且由此将所述空气系统划分为第一区域和第二区域，其中所述三个空气状态传感器中的两个空气状态传感器处于所述第一区域中并且所述三个空气状态传感器中的剩余的空气状态传感器处于所述第二区域中，使得所述第三数值与第四数值之间的比较的结果取决于所述第一和第二空气状态传感器的输出参量并且不取决于所述第三空气状态传感器的输出参量。
5.按权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第二比较参量通过流经废气再循环阀(110)的质量流量(mEGR)或者通过排气背压(p3)或者通过所述内燃机的燃烧室(80) 的每时间单位的空气充气(m22)来产生。
6.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-在第三计算步骤(1005)中以两种不同的方式如此求得表征所述空气系统的状态的第三比较参量的第五数值和第六数值，使得所述第五数值与第六数值之间的比较的结果取决于所述第二空气状态传感器和第三空气状态传感器的输出参量并且不取决于所述第一空气状态传感器的输出参量，并且-在第三故障识别步骤(1006)中根据所述第三比较参量的第五数值与第六数值的比较来推断，所述第一空气状态传感器有故障。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在第二分开步骤(1040、1090)中最终触发对第二空气流进行控制的第二器件并且由此将所述空气系统划分为第三区域和第四区域，其中所述三个空气状态传感器中的两个空气状态传感器处于所述第三区域中并且所述三个空气状态传感器中的剩余的空气状态传感器处于所述第四区域中，使得所述第五数值与第六数值之间的比较的结果取决于所述第二和第三空气状态传感器的输出参量并且不取决于所述第一空气状态传感器的输出参量。
8.按权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第三比较参量通过流经废气再循环阀(110)的质量流量(mEGR)或者通过排气背压(p3)或者通过所述内燃机的燃烧室(80) 的每时间单位的空气充气(m22)来产生。
9.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-所述第一空气状态传感器、第二空气状态传感器和第三空气状态传感器分别相当于以下传感器之一 -空气量测量计 -增压压力传感器 -排气背压传感器。
10.计算机程序，其特征在于，对其进行了编程用于应用在按权利要求1到9中任一项所述的方法中。
11.电气的存储介质，用于内燃机的控制和/或调节装置，其特征在于，在其上面保存了用于应用在按权利要求1到9中任一项所述的方法中的计算机程序。
12.内燃机的控制和/或调节装置，其特征在于，对其进行了编程用于应用在按权利要求1到9中任一项所述的方法中。
全文摘要
本发明涉及一种用于对内燃机进行控制的方法和装置。本发明涉及一种用于对内燃机的空气系统中的传感器系统的故障进行诊断的方法，所述传感器系统包括第一空气状态传感器、第二空气状态传感器和第三空气状态传感器，其中在总计算步骤中以两种不同的方式来如此求得第一比较参量的第一数值和第二数值，使得所述第一数值与第二数值之间的比较的结果取决于所述第一、第二和第三空气状态传感器的输出参量中的每个输出参量，并且其中在故障识别步骤中根据所述第一比较参量的第一数值与第二数值的比较来断定，在所述传感器系统中存在着故障。
文档编号F02D41/00GK102477912SQ20111037075
公开日2012年5月30日 申请日期2011年11月21日 优先权日2010年11月19日
发明者库恩 D., 赖歇尔 J., 布莱勒 T., 布卢门德勒 W. 申请人:罗伯特·博世有限公司