專(zhuān)利名稱(chēng)：應(yīng)用估算的空氣消耗系數(shù)來(lái)監(jiān)控空氣系統(tǒng)中的錯(cuò)誤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在具有內(nèi)燃機(jī)的車(chē)輛中的車(chē)載診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
車(chē)載診斷系統(tǒng)是一種車(chē)輛診斷系統(tǒng)，它在運(yùn)行時(shí)監(jiān)控所有影響廢氣的系統(tǒng)，并把可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，因此這些錯(cuò)誤可通過(guò)服務(wù)中心詢(xún)問(wèn)，并可在必要時(shí)清除。這種車(chē)載診斷系統(tǒng)中的大多數(shù)目前已知的功能在大多很少出現(xiàn)的運(yùn)行點(diǎn)中測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)內(nèi)部的特征，并把這些特征與額定情況(NominalfalI)進(jìn)行比較。備選的是,可實(shí)施所謂的介入式測(cè)試。在此，它是指在確定的運(yùn)行點(diǎn)中干預(yù)系統(tǒng)，以創(chuàng)造用于測(cè)量的條件。但在各種情況下，必須存儲(chǔ)額定情況下的狀況，以使測(cè)量結(jié)果能與此進(jìn)行比較。但是，存儲(chǔ)器不僅是昂貴的，而且還需要空間，所述位置在車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中只能受限地供使用。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明，設(shè)置了一種按權(quán)利要求I所述的、用來(lái)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤的裝置，并設(shè)置了一種按并列權(quán)利要求5和11所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和方法。在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了其它有利的構(gòu)造方案。按本發(fā)明的第一角度，設(shè)置一種用于在具有內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中監(jiān)控錯(cuò)誤的裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造成使空氣以空氣消耗輸入到內(nèi)燃機(jī)中，其中空氣消耗指示，內(nèi)燃機(jī)中的空氣的實(shí)際的體積流與內(nèi)燃機(jī)中的空氣的理想的、理論上可能的體積流的關(guān)系，其中此裝置構(gòu)造成借助所述空氣消耗來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤。按本發(fā)明的裝置的優(yōu)點(diǎn)是，與傳統(tǒng)的、用來(lái)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤的裝置相比，它需要的存儲(chǔ)空間更少。這一點(diǎn)通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即對(duì)于用于識(shí)別錯(cuò)誤的特征，作為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的參量選擇空氣消耗，此參量是必要的且與用來(lái)監(jiān)控錯(cuò)誤的裝置(例如用來(lái)運(yùn)行充填調(diào)節(jié))無(wú)關(guān)。以這種方式不必精確地確定用來(lái)與額定情況進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)，并且不必存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中?？諝庀墓浪?識(shí)別的反應(yīng)時(shí)間大致在充填調(diào)節(jié)的反應(yīng)時(shí)間的范圍內(nèi)。因此與目前已知的系統(tǒng)相比，可相當(dāng)快地提供空氣消耗。這一點(diǎn)擴(kuò)展了可監(jiān)控的區(qū)域，因?yàn)槔邕€可考慮的是，在相當(dāng)短的受控的運(yùn)行狀態(tài)內(nèi)識(shí)別空氣消耗?？諝庀耐ㄟ^(guò)以下方式來(lái)計(jì)算，即它與已經(jīng)應(yīng)用于額定狀態(tài)(正常的行駛運(yùn)行)的參量進(jìn)行比較。但不必在額定情況下專(zhuān)門(mén)應(yīng)用和存儲(chǔ)此狀況。這減少了應(yīng)用費(fèi)用并降低了控制設(shè)備中的存儲(chǔ)要求。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，此裝置包括以下特征
-測(cè)量裝置，它適合用來(lái)測(cè)量所述空氣消耗；
-估算裝置，它適合用來(lái)估算所述空氣消耗；以及
-檢驗(yàn)裝置，它適合用來(lái)在估算的空氣消耗的基礎(chǔ)上可信性驗(yàn)證所述測(cè)得的空氣消耗。此估算裝置可尤其在提供的內(nèi)燃機(jī)模型的基礎(chǔ)上估算所述空氣消耗。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述裝置是指用于由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛的車(chē)輛診斷系統(tǒng)。車(chē)輛診斷系統(tǒng)(例如車(chē)載診斷系統(tǒng))是指車(chē)輛中的法律上規(guī)定的設(shè)備，它不會(huì)給車(chē)輛本身的功能帶來(lái)好處。它們只是用來(lái)保持有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定。通過(guò)按本發(fā)明的裝置，可借助下述特征來(lái)實(shí)施這種車(chē)輛診斷系統(tǒng)，所述特征反正必須被計(jì)算用來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的功能正常，這節(jié)省了發(fā)動(dòng)機(jī)控制器中的資源。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，可設(shè)置所述用于可信性驗(yàn)證的檢驗(yàn)裝置，用來(lái)計(jì)算測(cè)得的空氣消耗與估算的空氣消耗之間的差 值，并用來(lái)發(fā)出錯(cuò)誤，如果此差值超過(guò)了預(yù)先確定的數(shù)值。通過(guò)把此差值與預(yù)先確定的數(shù)值進(jìn)行比較，可把公差引入此系統(tǒng)中，此公差可忽視與額定狀態(tài)的偏差，此偏差不會(huì)使車(chē)輛產(chǎn)生值得注意的錯(cuò)誤行為。按本發(fā)明的另一角度，用來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī),此內(nèi)燃機(jī)用來(lái)接收燃燒燃料的進(jìn)氣增壓氣體并用來(lái)在燃料燃燒之后排出廢氣；并包括按本發(fā)明的用來(lái)發(fā)送錯(cuò)誤的裝置，如果空氣消耗系數(shù)的可信性驗(yàn)證得出測(cè)得的和估算的空氣消耗系數(shù)之間的偏差。在按本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，能以簡(jiǎn)單的方式識(shí)別到含有錯(cuò)誤的廢氣值，而不必在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中實(shí)施額外的測(cè)量系統(tǒng)。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)氣歧管，用來(lái)把氣體吸入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中；廢氣回輸裝置，用來(lái)使至少一部分廢氣回輸?shù)絻?nèi)燃機(jī)中；混合部段，用來(lái)使新鮮空氣與回輸?shù)膹U氣混合，以實(shí)現(xiàn)充填。以這種方式實(shí)現(xiàn)了廢氣回輸，它可減少?gòu)U氣中的排放的有害物質(zhì)(如氧化碳)的份額。在另一改進(jìn)方案中，所述裝置設(shè)置用于在內(nèi)燃機(jī)中的壓力、溫度和轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上測(cè)量所述空氣消耗。以這種方式，可借助已存在于內(nèi)燃機(jī)中的傳感器來(lái)測(cè)量所述空氣消耗。在備選或附加的實(shí)施方案中，所述裝置設(shè)置用于在吸入氣體的熱函流和回輸?shù)膹U氣的熱函流之間的熱函流平衡的基礎(chǔ)上來(lái)估算所述空氣消耗。此熱函流平衡可在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中借助現(xiàn)有的傳感器來(lái)檢測(cè)，因此可確定用來(lái)估算所述空氣消耗的邊界條件，而無(wú)需在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行其它的技術(shù)改變。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，所述裝置設(shè)置用于在通過(guò)廢氣回輸裝置回輸?shù)膹U氣的質(zhì)量流的基礎(chǔ)上來(lái)估算回輸?shù)膹U氣的熱函流。例如以簡(jiǎn)單的方式以閥門(mén)上的在廢氣回輸裝置中存在的測(cè)量參量(例如位置信號(hào)/調(diào)整信號(hào))為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行所述估算。在本發(fā)明的附加的實(shí)施方案中，所述裝置設(shè)置用于在通過(guò)混合部段回輸?shù)膹U氣的質(zhì)量流的基礎(chǔ)上來(lái)估算回輸?shù)膹U氣的熱函流。以簡(jiǎn)單的方式，通過(guò)在吸入氣體的熱函流和內(nèi)燃機(jī)中的熱函流之間的熱函流平衡來(lái)進(jìn)行所述估算。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述裝置設(shè)置用于選擇在廢氣回輸閥的調(diào)整信號(hào)的基礎(chǔ)上計(jì)算的熱函流，或選擇在混合位置上在熱函平衡的基礎(chǔ)上模擬的熱函流，用來(lái)估算所述空氣消耗?？諝庀脑谛旁氡确矫娴男盘?hào)質(zhì)量總是均勻良好的，因?yàn)榭諝庀氖峭ㄟ^(guò)使用不同的信息來(lái)源來(lái)計(jì)算的。在此，限制了強(qiáng)烈的區(qū)域或運(yùn)行狀態(tài)，因此總是能提供具有足夠品質(zhì)的信號(hào)。在迄今已知的車(chē)載診斷系統(tǒng)中計(jì)算特征時(shí)，這種例如信號(hào)噪聲明顯增多的強(qiáng)烈的區(qū)域必須清楚地通過(guò)運(yùn)行范圍限制來(lái)隱藏。按本發(fā)明的另一角度，提出一種用來(lái)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤的方法，其把氣體充填到具有空氣消耗的內(nèi)燃機(jī)中，其中空氣消耗指示，發(fā)動(dòng)機(jī)中的實(shí)際的體積流與發(fā)動(dòng)機(jī)中的理想的(理論上可能的)體積流的關(guān)系，該方法包括以下步驟測(cè)量所述空氣消耗，估算所述空氣消耗以及在估算的空氣消耗的基礎(chǔ)上來(lái)可信性驗(yàn)證所述測(cè)得的空氣消耗。


下面借助附圖詳細(xì)地闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。其中
圖I不出了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方塊圖2示出了圖I的方塊圖的簡(jiǎn)化視圖；以及
圖3示出了方塊圖，它用來(lái)在估算的空氣消耗的基礎(chǔ)上來(lái)檢驗(yàn)測(cè)量到的空氣消耗。
具體實(shí)施例方式在此參照了圖I。在圖I中示出了具有內(nèi)燃機(jī)4的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)2。新鮮空氣10通過(guò)空氣輸入管6首先在由箭頭標(biāo)出的流動(dòng)方向上輸入到內(nèi)燃機(jī)4中。在此空氣輸入管6中設(shè)置有空氣質(zhì)量測(cè)量裝置12，其形式例如為熱膜式空氣質(zhì)量測(cè)量 計(jì)，它測(cè)量新鮮空氣質(zhì)量流11并且發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器13上。備選的是，也可以模擬新鮮空氣進(jìn)氣，并且必要的傳感器可在空氣系統(tǒng)中的其它位置上模擬。在下面，新鮮空氣質(zhì)量流
Ii配備了公式符號(hào)。在流動(dòng)方向中在空氣質(zhì)量測(cè)量裝置12的后面可在空氣輸入管6中設(shè)有一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)14。壓縮的氣體用參考標(biāo)記15來(lái)表示?？諝廨斎牍?的在流動(dòng)方向中接在壓縮機(jī)14后面的部件隨后稱(chēng)為進(jìn)氣管16。來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)2的排氣系22的廢氣20可通過(guò)廢氣回輸通道18在入口 17中輸入到進(jìn)氣管16中。這樣產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)空氣19輸入到內(nèi)燃機(jī)4中。排氣系22中的廢氣20和發(fā)動(dòng)機(jī)空氣19的流動(dòng)方向用箭頭來(lái)表不?；剌?shù)膹U氣用參考標(biāo)記21來(lái)表不，它的流動(dòng)方向同樣通過(guò)箭頭來(lái)表示。燃料可噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣體19或壓縮的氣體15中，如同例如在一些奧托發(fā)動(dòng)機(jī)中那樣。備選的是，燃料也可直接噴入內(nèi)燃機(jī)中，如同通常在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中那樣。在廢氣回輸通道18的入口 17的流動(dòng)方向上在進(jìn)氣管16中依次地在進(jìn)氣管16中設(shè)置壓力傳感器24和溫度傳感器26。此溫度傳感器26和壓力傳感器24檢測(cè)可能已通過(guò)回輸?shù)膹U氣21加濃的輸入的和壓縮的氣體15的溫度28和壓力30，并且把其發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器13上。此壓力和溫度信息也可根據(jù)定位在其它地方的傳感器進(jìn)行模擬。廢氣回輸閥32設(shè)置在廢氣回輸通道18中，以便控制回輸?shù)膹U氣21的量。如同已描述的一樣，內(nèi)燃機(jī)4在輸出側(cè)具有排氣系22，廢氣回輸通道18從此排氣系中分岔出來(lái)。在廢氣回輸通道18的分岔的流動(dòng)方向上在排氣系10中依次地可設(shè)有一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)34，它們例如驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)14。此外，在內(nèi)燃機(jī)4上還設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器36，它檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)30的轉(zhuǎn)速38并且發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制器13上。發(fā)動(dòng)機(jī)氣體19的以下稱(chēng)為充填的質(zhì)量流配備了公式符號(hào)用于以下的計(jì)算。
此充填從具有公式符號(hào)汾/_的進(jìn)氣氣體質(zhì)量流11與回輸?shù)膹U氣18的質(zhì)量流之和中得出，此進(jìn)氣氣體質(zhì)量流11例如借助空氣質(zhì)量測(cè)量裝置12來(lái)測(cè)量。除了在封閉的廢氣回輸中的空氣質(zhì)量測(cè)量裝置12的測(cè)量以外，充填 ％也能以以下方式來(lái)計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)監(jiān)控具有內(nèi)燃機(jī)(4)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)中的錯(cuò)誤的裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2 )構(gòu)造成使空氣(19 )輸入到具有空氣消耗(51、58 )的內(nèi)燃機(jī)(4)中，其中所述空氣消耗(51、58)指示，內(nèi)燃機(jī)(4)中的空氣(19)的實(shí)際的體積流與內(nèi)燃機(jī)(4)中的空氣(19)的理想的、理論上可能的體積流的關(guān)系，其特征在于，此裝置構(gòu)造成借助所述空氣消耗(51、58)來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)中的錯(cuò)誤。
2.按權(quán)利要求I所述的裝置，包括 -測(cè)量裝置，它適合用來(lái)測(cè)量所述空氣消耗(58); -估算裝置(56)，它適合用來(lái)估算所述空氣消耗(51);以及 -檢驗(yàn)裝置(57)，它適合用來(lái)在估算的空氣消耗(51)的基礎(chǔ)上可信性驗(yàn)證所述測(cè)得的空氣消耗(58)。
3.按權(quán)利要求I或2所述的裝置，其中所述裝置是用于由內(nèi)燃機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛的車(chē)輛診斷系統(tǒng)。
4.按權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中所述用于可信性驗(yàn)證的檢驗(yàn)裝置(57)構(gòu)造 -用來(lái)計(jì)算測(cè)得的空氣消耗(58)與估算的空氣消耗(51)之間的差值(89)，以及 -用來(lái)發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)(92)，如果此差值(89)超過(guò)了預(yù)先確定的數(shù)值。
5.一種用來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2),其包括 -內(nèi)燃機(jī)(4)，此內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造成用來(lái)接收燃燒燃料的氣體增壓空氣(10)，并且用來(lái)在燃料燃燒之后排出廢氣(20)，以及 -按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的用來(lái)發(fā)出錯(cuò)誤(92)的裝置，如果空氣消耗系數(shù)(51,58)的可信性驗(yàn)證在測(cè)得的空氣消耗系數(shù)(58)和估算的空氣消耗系數(shù)(51)之間得出偏差。
6.按權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)，包括 -至少一個(gè)進(jìn)氣歧管(16)，它適合用來(lái)把氣體(10)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)中； -至少一個(gè)廢氣回輸裝置(18)，它適合用來(lái)使至少一部分廢氣(20)回輸?shù)絻?nèi)燃機(jī)(4)中； -至少一個(gè)混合部段(17)，它適合用來(lái)使新鮮空氣(10)與回輸?shù)膹U氣(21)混合成由內(nèi)燃機(jī)(4)吸入的空氣(19)。
7.按權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設(shè)置用于在內(nèi)燃機(jī)中的壓力(30),溫度(28)和轉(zhuǎn)速(38)的基礎(chǔ)上模擬空氣消耗(51、58)。
8.按權(quán)利要求6或7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設(shè)置用于在吸入的新鮮空氣(10)的熱函流(62)和回輸?shù)膹U氣(21)的熱函流(86)之間的熱函流平衡(88)的基礎(chǔ)上來(lái)估算所述空氣消耗(51)。
9.按權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設(shè)置用于在通過(guò)廢氣回輸裝置(18)回輸?shù)膹U氣(21)的質(zhì)量流(78)的基礎(chǔ)上來(lái)估算回輸?shù)膹U氣(21)的熱函流(86)。
10.按權(quán)利要求8或9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設(shè)置用于在通過(guò)混合部段(17)回輸?shù)臍怏w(21)的質(zhì)量流(76)的基礎(chǔ)上來(lái)估算回輸?shù)膹U氣(21)的熱函流(86)。
11.按權(quán)利要求9和10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)，所述裝置構(gòu)造用于，為了估算所述空氣消耗(51)，選擇在通過(guò)廢氣回輸裝置(18)回輸?shù)膹U氣(21)的質(zhì)量流(78)的基礎(chǔ)上估算的熱函流(86)，或選擇在通過(guò)混合部段(17)回輸?shù)膹U氣(21)的質(zhì)量流(76)的基礎(chǔ)上估算的熱函流(86)。
12.—種用來(lái)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)中的錯(cuò)誤的方法，此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造成使空氣(19)輸入到具有空氣消耗(51、58 )的內(nèi)燃機(jī)(4 )中，其中所述空氣消耗(51、58 )指示，有多少空氣(19)被內(nèi)燃機(jī)(4)在燃燒循環(huán)中相對(duì)于理論上可能的填充量吸進(jìn)來(lái)，包括 -測(cè)量所述空氣消耗(58)； -估算所述空氣消耗(51);以及 -在估算的空氣消耗(51)的基礎(chǔ)上來(lái)可信性驗(yàn)證所述測(cè)得的空氣消耗(58)。
全文摘要
一種應(yīng)用估算的空氣消耗系數(shù)來(lái)監(jiān)控空氣系統(tǒng)中的錯(cuò)誤。本發(fā)明涉及一種裝置，用來(lái)監(jiān)控具有內(nèi)燃機(jī)(4)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)中的錯(cuò)誤，其中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)構(gòu)造成使空氣(19)輸入到具有空氣消耗(51、58)的內(nèi)燃機(jī)(4)中，其中空氣消耗(51、58)指示，內(nèi)燃機(jī)(4)中的空氣(19)的實(shí)際的體積流與內(nèi)燃機(jī)(4)中的空氣(19)的理想的、理論上可能的體積流的關(guān)系，其中此裝置構(gòu)造成借助所述空氣消耗(51、58)來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(2)中的錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102966451SQ20121031779
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者T.布萊勒, S.麥克, A.蒙特維, C.赫普夫納, M.林蓋森 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司