專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析方法和故障分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的故障分析方法、一種根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分所述的故障分析裝置以及一種根據(jù)權(quán)利要求16的前序部分所述的具有故障分析裝置的內(nèi)燃機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
由US 6，158，273公開(kāi)了這樣的用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析裝置，該內(nèi)燃機(jī)具有角速度確定裝置、內(nèi)燃機(jī)控制裝置以及多個(gè)汽缸，該內(nèi)燃機(jī)控制裝置被設(shè)計(jì)為匹配所述多個(gè)汽缸中的一個(gè)汽缸的燃燒過(guò)程的參數(shù)，以補(bǔ)償其中內(nèi)燃機(jī)分別移動(dòng)一個(gè)角度間隔 (Winkelintervall)的時(shí)間。該內(nèi)燃機(jī)是其點(diǎn)燃時(shí)間得到匹配的奧托發(fā)動(dòng)機(jī)。故障本身存在于錯(cuò)誤的點(diǎn)燃時(shí)間。該故障通過(guò)故障分析裝置校正。點(diǎn)燃時(shí)間不用于推導(dǎo)汽缸之一的、 例如是錯(cuò)誤點(diǎn)燃時(shí)間的原因的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于以下任務(wù)，即實(shí)現(xiàn)一種故障分析方法、一種故障分析裝置以及一種內(nèi)燃機(jī)控制裝置，它們使得可以識(shí)別出有缺陷的汽缸。本發(fā)明所基于的任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征部分的特征的故障分析方法、具有權(quán)利要求10的特征部分的特征的故障分析裝置以及具有權(quán)利要求16的特征部分的特征的內(nèi)燃機(jī)控制裝置來(lái)解決。本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析方法，其中借助參數(shù)的值確定多個(gè)汽缸中的一個(gè)汽缸有缺陷。在本發(fā)明的關(guān)聯(lián)中，所述汽缸包括例如汽缸活塞、汽缸環(huán)、具有噴射器、 進(jìn)氣閥和出氣閥等的汽缸頭。在本發(fā)明的關(guān)聯(lián)中，缺陷被理解為汽缸的一部分的固定特性與該部分的期望特性的不可容忍的偏差?？勺兊狞c(diǎn)燃時(shí)間不是固定特性，因此不是本發(fā)明意義上的缺陷。還可以分別匹配多個(gè)汽缸的參數(shù)，也就是匹配至少一個(gè)汽缸的參數(shù)。優(yōu)選地，在所述故障分析方法中可以使用已經(jīng)具有包括汽缸平衡調(diào)節(jié)裝置的常規(guī)內(nèi)燃機(jī)的部件。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，如果所述參數(shù)的值低于下極限，或者該參數(shù)的值超過(guò)上極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸中的所述一個(gè)汽缸存在缺陷。所述下極限和上極限是相對(duì)于針對(duì)可工作氣缸的參數(shù)的典型值來(lái)定義的。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，匹配其它汽缸的另外的參數(shù)，以保持內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)恒定。因此只考慮針對(duì)唯一的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的參數(shù)，從而只需要知道該參數(shù)針對(duì)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的表現(xiàn)，以判斷是否存在缺陷。事實(shí)上，所追求的保持內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)恒定的目標(biāo)通常無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在該優(yōu)選實(shí)施方式的擴(kuò)展中，如果至少一個(gè)另外的參數(shù)的值低于一下極限并且同時(shí)噴射量大于一下極限，或者該另外的參數(shù)的值超過(guò)一上極限并且同時(shí)噴射量小于一下極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸中的所述一個(gè)汽缸存在缺陷。所述下極限和所述上極限是相對(duì)于針對(duì)可工作汽缸的參數(shù)的典型值來(lái)定義的。還可以只將那些噴射量另外達(dá)到極值的汽缸視作有缺陷的。在該優(yōu)選實(shí)施方式的另一擴(kuò)展中，由內(nèi)燃機(jī)的角速度變化來(lái)計(jì)算出在多個(gè)汽缸的每一個(gè)汽缸中的噴射量。這使得可以確定噴射量而不需要其它傳感器。在該優(yōu)選實(shí)施方式的另一擴(kuò)展中，在計(jì)算噴射量時(shí)假定角速度變化分別取決于第一噴射量和至少一個(gè)第二噴射量。由此可以在噴射量和角速度之間建立起可以被簡(jiǎn)單分析的函數(shù)關(guān)系。在該優(yōu)選實(shí)施方式的另一擴(kuò)展中，在由于角速度變化導(dǎo)致的動(dòng)能變化與第一噴射量之間假定存在線性關(guān)系，并且在由于角速度變化導(dǎo)致的動(dòng)能變化與第二噴射量之間假定存在線性關(guān)系。由此噴射量可以通過(guò)對(duì)線性方程組進(jìn)行求解來(lái)計(jì)算。在該優(yōu)選實(shí)施方式的另一擴(kuò)展中，所述參數(shù)是燃料在多個(gè)汽缸的所述一個(gè)氣缸中的噴射時(shí)間，并且所述另外的參數(shù)是燃料分別在其它汽缸的每一個(gè)中的噴射時(shí)間。該方法特別適用于柴油機(jī)。導(dǎo)致噴射時(shí)間偏差的可能原因尤其是噴射噴嘴的缺陷，如打開(kāi)或閉合不充分。在該優(yōu)選實(shí)施方式的擴(kuò)展中，將所述參數(shù)的平均值與沒(méi)有匹配的參數(shù)的平均值進(jìn)行比較，以檢查所述故障分析方法的結(jié)果。為了獲得沒(méi)有匹配的參數(shù)的平均值，例如斷開(kāi)汽缸平衡調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明還涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析裝置，其中該故障分析裝置被設(shè)計(jì)為， 借助參數(shù)的值確定多個(gè)汽缸中的所述一個(gè)汽缸是有缺陷的。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，如果參數(shù)的值低于下極限，或者該參數(shù)的值超過(guò)上極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸中的所述一個(gè)汽缸存在缺陷。在該優(yōu)選實(shí)施方式的一個(gè)擴(kuò)展中，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，匹配其它汽缸的另外的參數(shù)，以保持內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)恒定。在該優(yōu)選實(shí)施方式的另一擴(kuò)展中，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，如果至少一個(gè)另外的參數(shù)的值低于一下極限并且同時(shí)噴射量大于一下極限，或者該另外的參數(shù)的值超過(guò)一上極限并且同時(shí)噴射量小于一下極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸中的所述一個(gè)汽缸存在缺陷。在該優(yōu)選實(shí)施方式的另一擴(kuò)展中，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，由內(nèi)燃機(jī)的角速度變化來(lái)計(jì)算出在多個(gè)汽缸的每一個(gè)汽缸中的噴射量。在該優(yōu)選實(shí)施方式的另一擴(kuò)展中，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，將所述參數(shù)的平均值與沒(méi)有匹配的參數(shù)的平均值進(jìn)行比較，以檢查故障分析的結(jié)果。本發(fā)明還涉及一種具有故障分析裝置的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其中該故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，借助所述參數(shù)的值確定多個(gè)汽缸中的所述一個(gè)汽缸是有缺陷的。


下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1示出汽車內(nèi)燃機(jī)的示意性視圖；以及圖2示出故障分析方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出汽車內(nèi)燃機(jī)的示意性視圖。該內(nèi)燃機(jī)包括內(nèi)燃機(jī)塊1、吸氣側(cè)翼2、排氣側(cè)翼3、共軌分配管4和微控制器形式的內(nèi)燃機(jī)控制裝置5。內(nèi)燃機(jī)塊1包括4個(gè)汽缸，在這些汽缸中示出汽缸6。在汽缸頭7中設(shè)置進(jìn)氣閥8、出氣閥9以及噴射噴嘴10。進(jìn)氣閥8 關(guān)閉或打開(kāi)從吸氣側(cè)翼2到燃燒室11的通道。出氣閥9關(guān)閉或打開(kāi)從燃燒室11到排氣側(cè)翼3的通道。噴射噴嘴10將燃料噴射到燃燒室11中。因此，這是柴油機(jī)。進(jìn)氣閥8、出氣閥9和噴射噴嘴10通過(guò)電氣控制線路12、13和14由內(nèi)燃機(jī)控制裝置5控制。汽缸活塞15 通過(guò)連桿16與曲軸17連接，在該曲軸上設(shè)置曲軸齒輪18。角速度測(cè)量器19測(cè)量曲軸17 的角速度并且通過(guò)電氣線路20向內(nèi)燃機(jī)控制裝置5發(fā)送角速度信號(hào)。內(nèi)燃機(jī)控制裝置5具有空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器、汽缸平衡調(diào)節(jié)器以及故障分析裝置，該空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)并且不允許被停止，該汽缸平衡調(diào)節(jié)器負(fù)責(zé)使每個(gè)汽缸產(chǎn)生相同的動(dòng)能，由此內(nèi)燃機(jī)“回轉(zhuǎn)(rimdlaufen)”，該故障分析裝置執(zhí)行下面將描述的故障分析方法。汽缸平衡調(diào)節(jié)器在正常運(yùn)行時(shí)也總是接通的。但是，該汽缸平衡調(diào)節(jié)器可以被停止?？辙D(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器、 汽缸平衡調(diào)節(jié)器和故障分析裝置在結(jié)構(gòu)上與執(zhí)行空轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能、汽缸平衡調(diào)節(jié)功能和故障分析的內(nèi)燃機(jī)控制裝置5相同。故障分析的結(jié)果被顯示在內(nèi)燃機(jī)控制裝置5的顯示裝置上或者通過(guò)數(shù)據(jù)線路傳送到外部顯示裝置。但是故障分析裝置還可以構(gòu)成為外部分析裝置， 該外部分析裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線路訪問(wèn)內(nèi)燃機(jī)控制裝置5以從該內(nèi)燃機(jī)控制裝置讀取數(shù)據(jù)。圖2示出故障分析方法的流程圖。在步驟Sl中首先確保用于該故障分析方法的合適的邊界條件。汽車的內(nèi)燃機(jī)處于空轉(zhuǎn)運(yùn)行中。所有附加的電氣和機(jī)械消耗器都被停止。內(nèi)燃機(jī)處于正常的溫度范圍中?？辙D(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器被調(diào)節(jié)為，使得該空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器在曲軸17旋轉(zhuǎn)期間盡可能不會(huì)由于角速度ω的波動(dòng)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)N。汽缸平衡調(diào)節(jié)器被停止。在發(fā)動(dòng)機(jī)周期MZj, 其中j=l，2，3…期間，噴射噴嘴分別在相同的預(yù)定噴射持續(xù)時(shí)間ty內(nèi)在n=4個(gè)汽缸的所屬汽缸& (i=l，2…η)中噴射燃料。從預(yù)定的噴射持續(xù)時(shí)間ty得出受控的噴射量
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析方法，該內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)汽缸(6)，其中確定該內(nèi)燃機(jī)的角速度(S2)，并且其中匹配所述多個(gè)汽缸(6)中的一個(gè)汽缸的燃燒過(guò)程的參數(shù)(S3)，以補(bǔ)償其中內(nèi)燃機(jī)分別移動(dòng)一個(gè)角度間隔的時(shí)間，其特征在于，借助所述參數(shù)的值確定多個(gè)汽缸(6)中的該一個(gè)汽缸有缺陷(S5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障分析方法，其特征在于，如果所述參數(shù)的值低于下極限， 或者該參數(shù)的值超過(guò)上極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸(6)中的該一個(gè)汽缸存在缺陷(S5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的故障分析方法，其特征在于，匹配其它汽缸的另外的參數(shù)，以保持內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)恒定(S3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障分析方法，其特征在于，如果至少一個(gè)另外的參數(shù)的值低于一下極限并且同時(shí)噴射量大于一下極限，或者該另外的參數(shù)的值超過(guò)一上極限并且同時(shí)噴射量小于一下極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸(6)中的該一個(gè)汽缸存在缺陷(S5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障分析方法，其特征在于，由內(nèi)燃機(jī)的角速度變化來(lái)計(jì)算出在多個(gè)汽缸(6)的每一個(gè)汽缸中的噴射量(S4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的故障分析方法，其特征在于，在計(jì)算噴射量時(shí)假定角速度變化分別取決于第一噴射量和至少一個(gè)第二噴射量(S4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障分析方法，其特征在于，在由于角速度變化導(dǎo)致的動(dòng)能變化與第一噴射量之間假定存在線性關(guān)系，并且在由于角速度變化導(dǎo)致的動(dòng)能變化與第二噴射量之間假定存在線性關(guān)系(S4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7之一所述的故障分析方法，其特征在于，所述參數(shù)是燃料在多個(gè)汽缸(6)中的所述一個(gè)汽缸中的噴射時(shí)間，并且所述另外的參數(shù)是燃料分別在其它汽缸 (6)的每一個(gè)中的噴射時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至9之一所述的故障分析方法，其特征在于，將所述參數(shù)的平均值與沒(méi)有匹配的參數(shù)的平均值進(jìn)行比較(S5)，以檢查所述故障分析方法的結(jié)果。
10.一種用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析裝置，該內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)汽缸(6)、角速度確定裝置 (5)以及內(nèi)燃機(jī)控制裝置(5)，該內(nèi)燃機(jī)控制裝置被設(shè)計(jì)為匹配所述多個(gè)汽缸(6)中的一個(gè)汽缸的燃燒過(guò)程的參數(shù)，以補(bǔ)償其中內(nèi)燃機(jī)分別移動(dòng)一個(gè)角度間隔的時(shí)間，其特征在于，該故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，借助該參數(shù)的值確定多個(gè)汽缸(6)中的所述一個(gè)汽缸是有缺陷的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的故障分析裝置，其特征在于，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為， 如果所述參數(shù)的值低于下極限，或者該參數(shù)的值超過(guò)上極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸(6)中的所述一個(gè)汽缸存在缺陷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的故障分析裝置，其特征在于，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為， 匹配其它汽缸(6)的另外的參數(shù)，以保持內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)恒定(S3)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的故障分析裝置，其特征在于，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為， 如果至少一個(gè)另外的參數(shù)的值低于一下極限并且同時(shí)噴射量大于一下極限，或者該另外的參數(shù)的值超過(guò)一上極限并且同時(shí)噴射量小于一下極限，則識(shí)別出多個(gè)汽缸(6)中的所述一個(gè)汽缸存在缺陷(S5)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的故障分析裝置，其特征在于，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為， 由內(nèi)燃機(jī)的角速度變化來(lái)計(jì)算出在多個(gè)汽缸(6)的每一個(gè)汽缸中的噴射量。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14之一所述的故障分析裝置，其特征在于，所述故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，將所述參數(shù)的平均值與沒(méi)有匹配的參數(shù)的平均值進(jìn)行比較(S5)，以檢查故障分析的結(jié)果。
16. 一種具有用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析裝置的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)汽缸 (6)、角速度確定裝置，其中該內(nèi)燃機(jī)控制裝置被設(shè)計(jì)為匹配所述多個(gè)汽缸(6)中的一個(gè)汽缸的燃燒過(guò)程的參數(shù)，以補(bǔ)償其中內(nèi)燃機(jī)分別移動(dòng)一個(gè)角度間隔的時(shí)間，其特征在于，該故障分析裝置被設(shè)計(jì)為，借助該參數(shù)的值確定多個(gè)汽缸(6)中的所述一個(gè)汽缸是有缺陷的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的故障分析方法，該內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)汽缸，其中確定該內(nèi)燃機(jī)的角速度，并且其中匹配所述多個(gè)汽缸(6)中的一個(gè)汽缸的燃燒過(guò)程的參數(shù)，以補(bǔ)償其中內(nèi)燃機(jī)分別移動(dòng)一個(gè)角度間隔的時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)一種使得能夠識(shí)別有缺陷的氣缸(6)的故障分析方法，借助所述參數(shù)的值確定多個(gè)汽缸(6)中的該一個(gè)汽缸有缺陷。
文檔編號(hào)F02D41/00GK102308072SQ201080006606
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者霍夫邁斯特 C-E., 施坦普費(fèi)爾 M., 阿夫薩爾 馬利克 S. 申請(qǐng)人:歐陸汽車有限責(zé)任公司