專利名稱：應用估算的空氣消耗系數(shù)來監(jiān)控空氣系統(tǒng)中的錯誤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在具有內(nèi)燃機的車輛中的車載診斷系統(tǒng)。
背景技術：
車載診斷系統(tǒng)是一種車輛診斷系統(tǒng)，它在運行時監(jiān)控所有影響廢氣的系統(tǒng)，并把可能出現(xiàn)的錯誤存儲在存儲器中，因此這些錯誤可通過服務中心詢問，并可在必要時清除。這種車載診斷系統(tǒng)中的大多數(shù)目前已知的功能在大多很少出現(xiàn)的運行點中測量內(nèi)燃機內(nèi)部的特征，并把這些特征與額定情況(NominalfalI)進行比較。備選的是,可實施所謂的介入式測試。在此，它是指在確定的運行點中干預系統(tǒng)，以創(chuàng)造用于測量的條件。但在各種情況下，必須存儲額定情況下的狀況，以使測量結(jié)果能與此進行比較。但是，存儲器不僅是昂貴的，而且還需要空間，所述位置在車輛的發(fā)動機控制器中只能受限地供使用。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明，設置了一種按權利要求I所述的、用來監(jiān)控發(fā)動機系統(tǒng)中的錯誤的裝置，并設置了一種按并列權利要求5和11所述的發(fā)動機系統(tǒng)和方法。在從屬權利要求中說明了其它有利的構造方案。按本發(fā)明的第一角度，設置一種用于在具有內(nèi)燃機的發(fā)動機系統(tǒng)中監(jiān)控錯誤的裝置，其中發(fā)動機系統(tǒng)構造成使空氣以空氣消耗輸入到內(nèi)燃機中，其中空氣消耗指示，內(nèi)燃機中的空氣的實際的體積流與內(nèi)燃機中的空氣的理想的、理論上可能的體積流的關系，其中此裝置構造成借助所述空氣消耗來確定發(fā)動機系統(tǒng)中的錯誤。按本發(fā)明的裝置的優(yōu)點是，與傳統(tǒng)的、用來監(jiān)控發(fā)動機系統(tǒng)中的錯誤的裝置相比，它需要的存儲空間更少。這一點通過以下方式來實現(xiàn)，即對于用于識別錯誤的特征，作為發(fā)動機系統(tǒng)中的參量選擇空氣消耗，此參量是必要的且與用來監(jiān)控錯誤的裝置(例如用來運行充填調(diào)節(jié))無關。以這種方式不必精確地確定用來與額定情況進行比較的數(shù)據(jù)，并且不必存儲在存儲器中?？諝庀墓浪?識別的反應時間大致在充填調(diào)節(jié)的反應時間的范圍內(nèi)。因此與目前已知的系統(tǒng)相比，可相當快地提供空氣消耗。這一點擴展了可監(jiān)控的區(qū)域，因為例如還可考慮的是，在相當短的受控的運行狀態(tài)內(nèi)識別空氣消耗?？諝庀耐ㄟ^以下方式來計算，即它與已經(jīng)應用于額定狀態(tài)(正常的行駛運行)的參量進行比較。但不必在額定情況下專門應用和存儲此狀況。這減少了應用費用并降低了控制設備中的存儲要求。在本發(fā)明的實施方案中，此裝置包括以下特征
-測量裝置，它適合用來測量所述空氣消耗；
-估算裝置，它適合用來估算所述空氣消耗；以及
-檢驗裝置，它適合用來在估算的空氣消耗的基礎上可信性驗證所述測得的空氣消耗。此估算裝置可尤其在提供的內(nèi)燃機模型的基礎上估算所述空氣消耗。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，所述裝置是指用于由內(nèi)燃機驅(qū)動的車輛的車輛診斷系統(tǒng)。車輛診斷系統(tǒng)(例如車載診斷系統(tǒng))是指車輛中的法律上規(guī)定的設備，它不會給車輛本身的功能帶來好處。它們只是用來保持有關環(huán)境保護的規(guī)定。通過按本發(fā)明的裝置，可借助下述特征來實施這種車輛診斷系統(tǒng)，所述特征反正必須被計算用來實現(xiàn)車輛的功能正常，這節(jié)省了發(fā)動機控制器中的資源。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案中，可設置所述用于可信性驗證的檢驗裝置，用來計算測得的空氣消耗與估算的空氣消耗之間的差 值，并用來發(fā)出錯誤，如果此差值超過了預先確定的數(shù)值。通過把此差值與預先確定的數(shù)值進行比較，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，此偏差不會使車輛產(chǎn)生值得注意的錯誤行為。按本發(fā)明的另一角度，用來驅(qū)動車輛的發(fā)動機系統(tǒng)包括內(nèi)燃機,此內(nèi)燃機用來接收燃燒燃料的進氣增壓氣體并用來在燃料燃燒之后排出廢氣；并包括按本發(fā)明的用來發(fā)送錯誤的裝置，如果空氣消耗系數(shù)的可信性驗證得出測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)動機系統(tǒng)中，能以簡單的方式識別到含有錯誤的廢氣值，而不必在發(fā)動機系統(tǒng)中實施額外的測量系統(tǒng)。在本發(fā)明的改進方案中，發(fā)動機系統(tǒng)包括進氣歧管，用來把氣體吸入發(fā)動機系統(tǒng)中；廢氣回輸裝置，用來使至少一部分廢氣回輸?shù)絻?nèi)燃機中；混合部段，用來使新鮮空氣與回輸?shù)膹U氣混合，以實現(xiàn)充填。以這種方式實現(xiàn)了廢氣回輸，它可減少廢氣中的排放的有害物質(zhì)(如氧化碳)的份額。在另一改進方案中，所述裝置設置用于在內(nèi)燃機中的壓力、溫度和轉(zhuǎn)速的基礎上測量所述空氣消耗。以這種方式，可借助已存在于內(nèi)燃機中的傳感器來測量所述空氣消耗。在備選或附加的實施方案中，所述裝置設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上來估算所述空氣消耗。此熱函流平衡可在發(fā)動機系統(tǒng)中借助現(xiàn)有的傳感器來檢測，因此可確定用來估算所述空氣消耗的邊界條件，而無需在發(fā)動機系統(tǒng)中進行其它的技術改變。在本發(fā)明的另一實施方案中，所述裝置設置用于在通過廢氣回輸裝置回輸?shù)膹U氣的質(zhì)量流的基礎上來估算回輸?shù)膹U氣的熱函流。例如以簡單的方式以閥門上的在廢氣回輸裝置中存在的測量參量(例如位置信號/調(diào)整信號)為基礎來進行所述估算。在本發(fā)明的附加的實施方案中，所述裝置設置用于在通過混合部段回輸?shù)膹U氣的質(zhì)量流的基礎上來估算回輸?shù)膹U氣的熱函流。以簡單的方式，通過在吸入氣體的熱函流和內(nèi)燃機中的熱函流之間的熱函流平衡來進行所述估算。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述裝置設置用于選擇在廢氣回輸閥的調(diào)整信號的基礎上計算的熱函流，或選擇在混合位置上在熱函平衡的基礎上模擬的熱函流，用來估算所述空氣消耗。空氣消耗在信噪比方面的信號質(zhì)量總是均勻良好的，因為空氣消耗是通過使用不同的信息來源來計算的。在此，限制了強烈的區(qū)域或運行狀態(tài)，因此總是能提供具有足夠品質(zhì)的信號。在迄今已知的車載診斷系統(tǒng)中計算特征時，這種例如信號噪聲明顯增多的強烈的區(qū)域必須清楚地通過運行范圍限制來隱藏。按本發(fā)明的另一角度，提出一種用來監(jiān)控發(fā)動機系統(tǒng)中的錯誤的方法，其把氣體充填到具有空氣消耗的內(nèi)燃機中，其中空氣消耗指示，發(fā)動機中的實際的體積流與發(fā)動機中的理想的(理論上可能的)體積流的關系，該方法包括以下步驟測量所述空氣消耗，估算所述空氣消耗以及在估算的空氣消耗的基礎上來可信性驗證所述測得的空氣消耗。


下面借助附圖詳細地闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。其中
圖I不出了發(fā)動機系統(tǒng)的方塊圖2示出了圖I的方塊圖的簡化視圖；以及
圖3示出了方塊圖，它用來在估算的空氣消耗的基礎上來檢驗測量到的空氣消耗。
具體實施例方式在此參照了圖I。在圖I中示出了具有內(nèi)燃機4的發(fā)動機系統(tǒng)2。新鮮空氣10通過空氣輸入管6首先在由箭頭標出的流動方向上輸入到內(nèi)燃機4中。在此空氣輸入管6中設置有空氣質(zhì)量測量裝置12，其形式例如為熱膜式空氣質(zhì)量測量 計，它測量新鮮空氣質(zhì)量流11并且發(fā)送到發(fā)動機控制器13上。備選的是，也可以模擬新鮮空氣進氣，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。在流動方向中在空氣質(zhì)量測量裝置12的后面可在空氣輸入管6中設有一個或多個壓縮機14。壓縮的氣體用參考標記15來表示?？諝廨斎牍?的在流動方向中接在壓縮機14后面的部件隨后稱為進氣管16。來自發(fā)動機系統(tǒng)2的排氣系22的廢氣20可通過廢氣回輸通道18在入口 17中輸入到進氣管16中。這樣產(chǎn)生的發(fā)動機空氣19輸入到內(nèi)燃機4中。排氣系22中的廢氣20和發(fā)動機空氣19的流動方向用箭頭來表不?；剌?shù)膹U氣用參考標記21來表不，它的流動方向同樣通過箭頭來表示。燃料可噴入發(fā)動機氣體19或壓縮的氣體15中，如同例如在一些奧托發(fā)動機中那樣。備選的是，燃料也可直接噴入內(nèi)燃機中，如同通常在柴油發(fā)動機中那樣。在廢氣回輸通道18的入口 17的流動方向上在進氣管16中依次地在進氣管16中設置壓力傳感器24和溫度傳感器26。此溫度傳感器26和壓力傳感器24檢測可能已通過回輸?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)動機控制器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行模擬。廢氣回輸閥32設置在廢氣回輸通道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。在廢氣回輸通道18的分岔的流動方向上在排氣系10中依次地可設有一個或多個渦輪機34，它們例如驅(qū)動壓縮機14。此外，在內(nèi)燃機4上還設置有轉(zhuǎn)速傳感器36，它檢測內(nèi)燃機30的轉(zhuǎn)速38并且發(fā)送到發(fā)動機控制器13上。發(fā)動機氣體19的以下稱為充填的質(zhì)量流配備了公式符號用于以下的計算。
此充填從具有公式符號汾/_的進氣氣體質(zhì)量流11與回輸?shù)膹U氣18的質(zhì)量流之和中得出，此進氣氣體質(zhì)量流11例如借助空氣質(zhì)量測量裝置12來測量。除了在封閉的廢氣回輸中的空氣質(zhì)量測量裝置12的測量以外，充填 ％也能以以下方式來計算
權利要求
1.一種用來監(jiān)控具有內(nèi)燃機(4)的發(fā)動機系統(tǒng)(2)中的錯誤的裝置，其中發(fā)動機系統(tǒng)(2 )構造成使空氣(19 )輸入到具有空氣消耗(51、58 )的內(nèi)燃機(4)中，其中所述空氣消耗(51、58)指示，內(nèi)燃機(4)中的空氣(19)的實際的體積流與內(nèi)燃機(4)中的空氣(19)的理想的、理論上可能的體積流的關系，其特征在于，此裝置構造成借助所述空氣消耗(51、58)來確定發(fā)動機系統(tǒng)(2)中的錯誤。
2.按權利要求I所述的裝置，包括 -測量裝置，它適合用來測量所述空氣消耗(58); -估算裝置(56)，它適合用來估算所述空氣消耗(51);以及 -檢驗裝置(57)，它適合用來在估算的空氣消耗(51)的基礎上可信性驗證所述測得的空氣消耗(58)。
3.按權利要求I或2所述的裝置，其中所述裝置是用于由內(nèi)燃機(4)驅(qū)動的車輛的車輛診斷系統(tǒng)。
4.按權利要求2或3所述的裝置，其中所述用于可信性驗證的檢驗裝置(57)構造 -用來計算測得的空氣消耗(58)與估算的空氣消耗(51)之間的差值(89)，以及 -用來發(fā)出錯誤信號(92)，如果此差值(89)超過了預先確定的數(shù)值。
5.一種用來驅(qū)動車輛的發(fā)動機系統(tǒng)(2),其包括 -內(nèi)燃機(4)，此內(nèi)燃機構造成用來接收燃燒燃料的氣體增壓空氣(10)，并且用來在燃料燃燒之后排出廢氣(20)，以及 -按上述權利要求之任一項所述的用來發(fā)出錯誤(92)的裝置，如果空氣消耗系數(shù)(51,58)的可信性驗證在測得的空氣消耗系數(shù)(58)和估算的空氣消耗系數(shù)(51)之間得出偏差。
6.按權利要求5所述的發(fā)動機系統(tǒng)(2)，包括 -至少一個進氣歧管(16)，它適合用來把氣體(10)吸入發(fā)動機系統(tǒng)(2)中； -至少一個廢氣回輸裝置(18)，它適合用來使至少一部分廢氣(20)回輸?shù)絻?nèi)燃機(4)中； -至少一個混合部段(17)，它適合用來使新鮮空氣(10)與回輸?shù)膹U氣(21)混合成由內(nèi)燃機(4)吸入的空氣(19)。
7.按權利要求6所述的發(fā)動機系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設置用于在內(nèi)燃機中的壓力(30),溫度(28)和轉(zhuǎn)速(38)的基礎上模擬空氣消耗(51、58)。
8.按權利要求6或7所述的發(fā)動機系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設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)的基礎上來估算所述空氣消耗(51)。
9.按權利要求8所述的發(fā)動機系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設置用于在通過廢氣回輸裝置(18)回輸?shù)膹U氣(21)的質(zhì)量流(78)的基礎上來估算回輸?shù)膹U氣(21)的熱函流(86)。
10.按權利要求8或9所述的發(fā)動機系統(tǒng)(2)，其中所述裝置設置用于在通過混合部段(17)回輸?shù)臍怏w(21)的質(zhì)量流(76)的基礎上來估算回輸?shù)膹U氣(21)的熱函流(86)。
11.按權利要求9和10所述的發(fā)動機系統(tǒng)(2)，所述裝置構造用于，為了估算所述空氣消耗(51)，選擇在通過廢氣回輸裝置(18)回輸?shù)膹U氣(21)的質(zhì)量流(78)的基礎上估算的熱函流(86)，或選擇在通過混合部段(17)回輸?shù)膹U氣(21)的質(zhì)量流(76)的基礎上估算的熱函流(86)。
12.—種用來監(jiān)控發(fā)動機系統(tǒng)(2)中的錯誤的方法，此發(fā)動機系統(tǒng)構造成使空氣(19)輸入到具有空氣消耗(51、58 )的內(nèi)燃機(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(4)在燃燒循環(huán)中相對于理論上可能的填充量吸進來，包括 -測量所述空氣消耗(58)； -估算所述空氣消耗(51);以及 -在估算的空氣消耗(51)的基礎上來可信性驗證所述測得的空氣消耗(58)。
全文摘要
一種應用估算的空氣消耗系數(shù)來監(jiān)控空氣系統(tǒng)中的錯誤。本發(fā)明涉及一種裝置，用來監(jiān)控具有內(nèi)燃機(4)的發(fā)動機系統(tǒng)(2)中的錯誤，其中發(fā)動機系統(tǒng)(2)構造成使空氣(19)輸入到具有空氣消耗(51、58)的內(nèi)燃機(4)中，其中空氣消耗(51、58)指示，內(nèi)燃機(4)中的空氣(19)的實際的體積流與內(nèi)燃機(4)中的空氣(19)的理想的、理論上可能的體積流的關系，其中此裝置構造成借助所述空氣消耗(51、58)來確定發(fā)動機系統(tǒng)(2)中的錯誤。
文檔編號F02M25/07GK102966451SQ20121031779
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權日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 申請人:羅伯特·博世有限公司