用于确定识别阈以进行中断识别的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定识别阈以在多缸内燃机的情况下进行中断识别的方法，其中在预先给定的释放条件下在内燃机在第一运行点正常运行时针对多个气缸中的所定义的气缸产生单个中断，测量由此得出的运转不平稳性信号，从中导出第一阈值并且将该第一阈值存储在用于第一运行点的适配矩阵中，其中在开始时存放在适配矩阵中的用于不同运行点的标准值在知道用于第一运行点的第一阈值的情况下被相应地定标到该第一阈值并且作为用于相应不同的运行点的相应阈值被存放在所述适配矩阵中。
【专利说明】用于确定识别阈以进行中断识别的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定识别阈以在多缸内燃机的情况下进行中断识别的方法。本发明还涉及一种相应的设备。
【背景技术】
[0002]燃烧中断(Verbrennungsaussetzer)导致在内燃机运行中排放的有害物质的上升。燃烧中断还可能导致内燃机的相应排气道中的催化转化器的损坏。为了满足对于排气相关功能的车载监视的立法要求，需要在整个转速和负载范围中对燃烧中断进行识别。就此而论已知的是，在内燃机运行时相对于没有中断的内燃机正常运行出现以燃烧中断表征的内燃机转速变化曲线的改变。通过比较所述转速变化曲线可以在没有中断的正常运行与有中断的运行之间进行区分。
[0003]在此期间已知一系列用于燃烧中断识别的方法，用于避免排气值的由中断引起的恶化并且保护排气催化转化器。此外，这样的方法也被用于识别不均匀的发动机运转并且通过适合的调节设备将其最小化，所述不均匀的发动机运转可能例如由于阀门焦化或者在直接喷射式发动机的情况下由于喷射阀的特征值的质量分散而引起。如开头已经表明的那样，这样的方法利用如下认识，即内燃机气缸的未进行的燃烧相对于正常运行来说引起发动机的转矩变化曲线的表征性的改变。根据这些已知的方法中的大多数，给每一个气缸分配称为区段的曲轴角区域。所述区段例如被实现为与曲轴耦合的传感轮上的标记。将在其中曲轴超过该曲轴角区域的时间称为区段时间。区段时间尤其是取决于在燃烧道(Verbrennungstrakt)中所转化的能量。燃烧中断导致与点火同步地检测的区段时间的上升，所述区段时间由适当的传感器通过扫描传感轮处的相应设置的标记针对每一个气缸被测定。已知的是，由区段时间的差来计算对于内燃机的运转不平稳性的度量，其中在计算上来补偿附加的缓慢的动态过程，例如在车辆加速时发动机转速的上升。将如此针对每次点火所计算的运转不平稳性值在接下来的方法步骤中与点火同步地在额定值比较中与阈值进行比较。如果所测定的运转不平稳性值超过必要时取决于运行参数、如负载和转速的阈值，则将该运转不平稳性值评估为有关气缸的燃烧中断。如果测定出燃烧中断，则在超过一定的中断率的情况下适当的报警装置可以指明该不规则性。
[0004]从出版物DE 100 10 459 Cl已知一种用于在多缸内燃机的情况下识别燃烧中断的方法。在这里所介绍的方法中，在每次曲轴旋转时都通过测量区段时间来为燃油机(Brennkraftmaschine)的每个气缸单个地测定运转不平稳性值，其中所述区段时间包括与每个要测量的气缸的活塞运动相对应的时间，在该时间中曲轴超过所属的圆区段角区域。基于经滤波的运转不平稳性值，在分析单元中计算出气缸独特的自动同步因数(Gleichstellungsfaktoren)或校正因数用于影响各个气缸的喷射时间或点火时刻时间。在此规定，将所测定的运转不平稳性值或经滤波的运转不平稳性值在额定值比较中与阈值进行比较，该阈值按值被预先给定为明显小于用于中断识别的阈值，其中在预先给定的时间间隔内或者在特定数目的发动机旋转期间规则地低于第二阈值引起用于中断识别的阈值降低到较低的水平。
[0005]为了满足法律规定以及为了识别发动机故障需要安全地识别燃烧中断。所述识别尤其是主要取决于所测定的运转不平稳性值与相应地预先给定的阈值的额定值比较。因此根据阈值的预先给定，要么进行中断的可靠识别，而要么各次中断不被识别。
[0006]在多缸内燃机情况下明确或确定用于中断识别的识别阈因此具有重要意义，因为只有在识别有中断的运行时才能进行相应的系统反应并且可以使车辆使用者注意到发动机故障。
【发明内容】
[0007]本发明的任务因此是，能够尽可能简单和可靠地确定用于中断识别的识别阈。在此本发明的任务尤其是，将对用于中断识别的识别阈的确定从应用阶段转移到所基于的机动车的使用期限中。
[0008]为了解决前述任务，提供一种具有权利要求1的特征的方法以及一种具有权利要求10的特征的设备。本发明的扩展方案可以从相应的从属权利要求中得出。
[0009]根据本发明提供一种用于确定识别阈以在尤其是机动车的多缸内燃机中进行中断识别的方法，其中在预先给定的释放条件下在内燃机在第一运行点正常运行时针对多个气缸中的所定义的气缸产生单个中断，测量由此得出的运转不平稳性信号，从中导出第一阈值并且将该第一阈值存储在用于第一运行点的适配矩阵中。在此，尤其是在开始时存放在适配矩阵中的用于不同运行点的标准值在知道用于第一运行点的第一阈值的情况下被相应地定标(skalieren)到该第一阈值并且作为用于相应不同的运行点的相应阈值被存放在所述适配矩阵中。
[0010]本发明方法，也就是测定(Ermittlung)或确定用于中断识别的识别阈或用于不同运行点的不同阈值，根据本发明在带尾测试(Bandendetest)期间和/或在带尾测试之后并且因此在相应机动车的生产之后进行。由此在正常运行中以及在燃烧中断期间实现相应阈值与具有其取决于样本的运转不平稳性的相应机动车的更好的匹配。这意味着，可以更好地考虑所谓的由生产决定的样本方差。此外，耗费节省与将用于中断识别的识别阈的确定从应用阶段转移到机动车的使用期限中相关联。
[0011]如已经在开头部分中所阐述的那样,在内燃机发动机(Verbrennungsmaschine)中借助于由转速波动所计算的运转不平稳性信号来识别燃烧中断。该运转不平稳性信号与两次相继燃烧的短期力矩差别成比例。持久的力矩差别不应对运转不平稳性信号有影响。
[0012]为了确定运转不平稳性或运转不平稳性信号，从现有技术中已知不同的方法。本发明方法的执行不限于特定的用于确定运转不平稳性信号要执行的方法，而是更确切地允许利用已经已知的方法中的合适方法来确定运转不平稳性信号。在此重要的仅仅是，能够在为所定义的气缸产生单个中断时测量特定的运转不平稳性信号并且能够从中导出用于该相应地定义的气缸的第一阈值。因此在本说明书中用于确定运转不平稳性信号的实施变得仅仅是示例性的，但是决不阐述为对于本发明方法为限制性的。
[0013]运转不平稳性可以例如针对每次燃烧从两个区段时间来计算。区段时间在此是其中曲轴超过给特定气缸所分配的曲轴角区域的时间并且因此同时对应于在两次燃烧之间经过的时间。在燃烧中断时，运转不平稳性信号取正值。如果不存在燃烧中断，则运转不平稳性信号理想地为O。在发动机转速逐渐改变的情况下，两个持续时间中的一个持续地大于另一个，这会导致持续为正或为负的运转不平稳性。为了避免这一点，计算补偿项，该补偿项考虑该转速改变。
[0014]识别阈或在相应运行点预先给定的阈值应当使得能够识别燃烧中断，因为所述阈值可以被定义为使得它们在中断情况下被运转不平稳性信号超过并且否则的话明显高于运转不平稳性幅度。
[0015]在机动车处一般为所有相关的运行点测定相应的阈值并且存储在一个或多个特征曲线族中。迄今为止根据经验为各个运行点测定了这些相应的阈值。为此为分别相关的运行点生成中断的所定义的模式并且根据所测定的幅度一次性地为几个车辆样本适当地明确分配给所述运行点的阈值。借助于本发明方法现在可能的是，针对特定的运行点在机动车的正常运行中经由根据本发明所设置的适配矩阵系统地优化相应的阈值。
[0016]根据本发明方法的另一扩展方案设置状态变量，所述状态变量说明适配矩阵的适配状态并且在存储第一阈值和对在存放在适配矩阵中的用于不同运行点的标准值定标时被相应地改变。在此完全在开始时例如从“不可能识别”到“识别(Erkennung zu x%)”的状态变量的值是可能的。在本发明方法对于渐渐地(nach und nach)多个运行点连续地继续进行时，其中每一次都将已经存放在适配矩阵中的阈值针对相应的运行点进行相应匹配，在匹配于现在经改变的存放在适配矩阵中的用于不同运行点的阈值时还分别进行对当前状态变量的改变。由此可能的是，适配矩阵组件渐渐地在针对不同运行点所存放的阈值方面被优化，并且状态变量日益指向最优状态，即指向识别尽可能高的百分比X。
[0017]在本发明方法的另一扩展方案中，根据用于每个运行点的状态变量的值，将与运行点有关的偏移加到针对相应的运行点所存放的阈值。也就是说，不是正好采用用于相应运行点的、当前被存放在适配矩阵中的阈值，而是该在适配矩阵中存放的阈值根据用于每个运行点的状态变量的当前值通过与运行点有关的偏移来匹配。
[0018]与应用阶段不同，在本发明方法能够有意义地被实施之前，为了执行所述方法必须在机动车的正常运行情况下满足特定的释放条件。要预先给定的释放条件可以尤其是涉及目前的发动机温度、目前的发动机转速、目前的发动机转矩以及涉及特殊的目前的传动系条件。所述传动系条件例如说明变换器在调节干预中是开启的(offen)还是关闭的或者离合器或制动器是否被操作。
[0019]在本发明方法的另一扩展方案中，所述方法在内燃机的正常运行中自动化地被执行。为此定义和存放释放条件，其中本发明方法的各个方法步骤被自动化地执行。
[0020]如已经在开头提及的那样，运转不平稳性信号与两次相继燃烧的短期力矩差别成比例。为了确定运转不平稳性信号可以使用每一种适当的从现有技术中已知的方法。在燃烧中断情况下，运转不平稳性信号取正值。如果不存在中断，则运转不平稳性信号理想地为O0
[0021]为了识别中断，现在将所计算的运转不平稳性信号与相应的针对运行点所存放的阈值进行比较。如果针对相应的运行点所存放的阈值被转运不平稳性信号超过，则可以以在相应气缸中的中断(Aussetzer)为出发点。
[0022]根据本发明方法现在一旦映射本发明方法并使其自动化的搜索算法被释放，则为定义的气缸产生单个中断并且将所测量的系统响应、也就是尤其是运转不平稳性信号的幅度换算成合适的阈值并且将该阈值然后存储在用于当前运行点的适配矩阵中。该适配矩阵如已经提及的那样在开始时用标准值填充，这些标准值从已知的类似的项目中被估计为“平均地、也就是在平均值上合适的”，但是对于特定车辆来说不一定必须是正确的。“类似的项目”在此情况下对应于类似的情景，尤其是类似的车辆，例如具有相同的气缸数、类似的传动系和/或类似的最大力矩。在知道了用于第一运行点的第一阈值之后，适配矩阵的现有标准值被适当地定标到该第一阈值，使得在第一运行点以外也能为不同的运行点导出多个阈值形式的相当好地适合的识别阈。
[0023]在本发明方法的另一扩展方案中，在所定义的截止时间(Sperrzeit)结束之后针对另一第二运行点重复本发明方法。
[0024]在另一扩展方案中，根据本发明方法反复地针对任意数量的运行点确定相应的阈值。针对其能够测定适合的阈值的运行点存在得越多，所述状态变量的将越大。根据该适配进展值、也就是状态变量，如已经提及的那样，与运行点有关的偏移被加到各个运行点的相应阈值上，使得可以避免在尚未最优地适合的阈值情况下的错误识别。
[0025]本发明的另外的优点和扩展方案从说明书和附图中得出。
[0026]不言而喻，前面所述的和后面仍要阐述的特征不仅能以分别所说明的组合的方式、而且能以其他组合的方式或者单独地使用，而不脱离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1以流程图的形式示出本发明方法的实施方式可以如何来执行。
【具体实施方式】
[0028]本发明根据实施方式在附图中示意性地示出并且下面参照附图详尽地予以描述。
[0029]图1以流程图100的形式示出本发明方法的实施方式可以如何来执行。这里所示的本发明方法的实施方式尤其是可以自动化地被实施。在该方法在步骤101中开始的情况下，在步骤102中选择当前的运行点作为第一运行点并且计算与此相对应的释放条件。所述释放条件可以例如是发动机温度、发动机转速、发动机转矩和特殊的传动系条件。一旦达到适当的释放条件，就可以开始本发明方法。也就是说，在步骤103中首先检验是否满足所述释放条件。如果这不是这种情况，则如通过箭头103_1表明的那样必要时选择具有相应地其他的要计算的释放条件的其他运行点。
[0030]如果与此相对地满足所述释放条件，则可以如通过箭头103_2所表明的那样继续该方法。为此在步骤104中为所定义的气缸有意地产生单个中断并且基于所测量的运转不平稳性信号、尤其是运转不平稳性信号的幅度计算第一阈值。在步骤105中将用于第一运行点的该阈值、也就是第一阈值读入到已经存放的适配矩阵中并且存储在那里。所述适配矩阵在方法开始时是非空的，而是更确切地针对不同的、尤其是对内燃机的正常运行有关的运行点包含标准值，所述标准值要么是任意选择的要么在类似条件下从类似车辆中提取。所述标准值现在在测定和存储第一阈值之后被适当地定标到该阈值，使得在该第一运行点之外也能为不同的运行点导出不同阈值形式的相当好地适合的识别阈。在步骤106中，根据第一阈值的存放以及标准值的匹配或标准值到该第一阈值的定标对说明适配进展的现有状态变量的当前值进行改变。在开始时，该状态变量一般被设置到“不可能识别”并且在测定了第一阈值以及将另外的标准值定标到该第一阈值之后现在被设置到“可以识别χ%”。在此，X在一定程度上说明适配进展的品质并且明确地指示用于不同的运行点的存放在适配矩阵中的阈值能在何种程度上被直接应用。一般地、尤其是在方法开始时，也就是在计算第一阈值时，其他运行点的另外的阈值还未被最优地设定，使得在步骤107中可以计算偏移(Offset)，该偏移可以针对每个运行点特定地被计算并且可以被加到针对相应的运行点的分别存放在适配矩阵中的阈值上，使得避免在尚未最优地适合的阈值的情况下的错误识别。然后在步骤108中，在如通过箭头108_1所表明的那样针对另一第二运行点重复整个方法之前等待所定义的截止时间。尽管该定义的截止时间在此可以被静态地明确，但是在许多情景下有利的是，根据不同因素、例如转速、负载和/或适配矩阵的填充度来预先给定所定义的截止时间，这意味着所述截止时间于是不是静态地，而是更确切地说是灵活地构成或定义的。此外，整个方法、也就是用于为不同的运行点设定阈值的优化方法可以在适配矩阵中在时间上最优地被执行，使得一方面可以避免过长的截止时间而或者必要时相对于静态地明确的截止时间延长一些截止时间，以便能够相应地正确对待当前的情况，如转速、负载或适配矩阵的填充度。在灵活地构成的截止时间情况下，用于执行相应的优化步骤的条件在适配矩阵填满的情况下与相应的状况最优地匹配。如通过算法所表明的那样，所述方法可以针对任意数量的运行点连续地被重复，也就是反复地被应用，使得适配矩阵渐渐地在存放在其中的、针对各个运行点的阈值方面被优化。
【权利要求】
1.用于确定识别阈以在多缸内燃机的情况下进行中断识别的方法，其中在预先给定的释放条件下在内燃机在第一运行点正常运行时针对多个气缸中的所定义的气缸产生单个中断，测量由此得出的运转不平稳性信号，从中导出第一阈值并且将该第一阈值存储在用于第一运行点的适配矩阵中，其中在开始时存放在适配矩阵中的用于不同运行点的标准值在知道用于第一运行点的第一阈值的情况下被相应地定标到该第一阈值并且作为用于相应不同的运行点的相应阈值被存放在所述适配矩阵中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中设置状态变量，所述状态变量说明适配矩阵的适配状态并且在存储第一阈值和对在开始时存放在适配矩阵中的用于不同运行点的标准值定标之后被相应地改变。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述状态变量的值从“不可能识别”改变到“可以识别x%”。
4.根据权利要求2或3之一所述的方法，其中根据针对每个运行点的状态变量的值将与运行点有关的偏移加到针对相应的运行点所存放的阈值上。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述预先给定的释放条件从至少一个参数中导出，所述参数从由发动机温度、发动机转速、发动机转矩以及特定的传动系条件组成的组中选择。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，所述方法在内燃机的正常运行中自动化地被执行。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，所述方法在所定义的截止时间结束之后针对另一第二运行点被重复。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所定义的截止时间由状况决定地灵活地被预先给定。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法针对任意数量的运行点反复地被执行。
10.具有计算单元的设备，该设备被设计用于自动化地实施根据前述权利要求之一所述的方法。
【文档编号】F02D41/00GK103670745SQ201310418034
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2012年9月14日
【发明者】J.伯切尔 申请人:罗伯特·博世有限公司