專利名稱：用于檢查內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)閥的功能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢查內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)閥的功能的方法。
背景技術(shù)：
廢氣再循環(huán)閥(AGR閥)用在內(nèi)燃機(jī)中，用于在進(jìn)氣管中產(chǎn)生由新鮮空氣和所回收的廢氣構(gòu)成的混合物并且就這樣尤其在燃料消耗最小化及排放最小化方面改進(jìn)燃燒特性。比如所述廢氣再循環(huán)防止NOx排放。對于從排氣管到進(jìn)氣管的廢氣再循環(huán)來說，使用能夠連續(xù)調(diào)節(jié)的廢氣再循環(huán)閥并且調(diào)整其打開位置。但是在運(yùn)行過程中，由于污染、積炭層形成、老化等等尤其通過實(shí)際位置偏離額定位置的偏差而會出現(xiàn)功能的干擾。這對燃燒產(chǎn)生不利的影響。

因此值得追求的是，可以容易并且可靠地檢查廢氣再循環(huán)閥的功能。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明，提出一種具有權(quán)利要求I所述特征的方法。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求及以下說明的主題。本發(fā)明基本上基于這樣的措施，即向AGR閥的調(diào)節(jié)器加載周期性調(diào)制的信號并且在頻率范圍內(nèi)分析受此影響的系統(tǒng)輸出，比如增壓壓力傳感器的信號或者空氣質(zhì)量傳感器的信號。所述方法在發(fā)動機(jī)的較寬的運(yùn)行范圍內(nèi)不僅能夠靜止地而且能夠動態(tài)地加以運(yùn)用并且就這樣可以滿足連續(xù)的診斷的要求。所提出的方案用本來就存在的批量地安裝在機(jī)動車中的傳感器和執(zhí)行器就可以夠用，因而不產(chǎn)生用于其它的傳感裝置或者執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者控制儀硬件的額外成本。在連續(xù)地實(shí)施所述方法時，可以隨時檢查所述廢氣再循環(huán)閥的功能。對于所述調(diào)節(jié)信號的較小的調(diào)制來說，可以將炭黑/NOx關(guān)系近似地視為線性的關(guān)系。盡管該方法由此原則上對所述AGR調(diào)整進(jìn)行干預(yù)，但是沒有對排放產(chǎn)生值得一提的影響，這使得本發(fā)明能夠特別好地在實(shí)際上加以運(yùn)用。本發(fā)明適合于具有自行點(diǎn)火或外源點(diǎn)火結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)。作為周期性的調(diào)節(jié)信號，可以使用正弦狀的信號或者矩形信號。矩形信號在掃描率較低時能夠比正弦信號更好地示出。但是原則上每種周期性的信號都適合于進(jìn)行調(diào)制。適合的是，計算所述測量信號的滑動的平均值(低通濾波)并且從所述測量信號中減去這個平均值，用于提高診斷的穩(wěn)健性。傅里葉分析或者鎖定(Lock-In)方法可以用于對測量信號進(jìn)行分析。相位敏感的方法尤其鎖定方法的額外的優(yōu)點(diǎn)在于，由此根據(jù)調(diào)節(jié)器位置來直接測量受控系統(tǒng)的特性曲線。為了對功能進(jìn)行評估，而后僅僅必須由預(yù)先確定的閾值看來對特性曲線梯度進(jìn)行監(jiān)控。由此作為所述AGR閥的約束(Schwergangigkeit)的補(bǔ)充也可以可靠地識別受控系統(tǒng)特性曲線的比如通過老化的復(fù)位彈簧、布滿煙灰的閥、篡改及類似情況而可能出現(xiàn)的變化。按本發(fā)明的計算單元比如機(jī)動車的控制儀尤其可以在程序技術(shù)上設(shè)置用于實(shí)施按本發(fā)明的方法。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和設(shè)計方案從說明書和附圖中獲得。不言而喻，前面提到的和下面還要解釋的特征不僅能夠在相應(yīng)所說明的組合中使用，而且也能夠在其它的組合中或者單獨(dú)地使用，而不離開本發(fā)明的范圍。


下面借助于實(shí)施例在附圖中示意性地示出本發(fā)明并且下面參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中
圖I是具有控制儀的內(nèi)燃機(jī)的示意圖；并且
圖2是按本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式的不同的替代方案的流程圖的示意圖。
具體實(shí)施例方式
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圖I示出了內(nèi)燃機(jī)1，對于該內(nèi)燃機(jī)來說活塞2能夠在氣缸3中上下運(yùn)動。該氣缸3設(shè)有燃燒室4，進(jìn)氣管6和排氣管7通過閥5連接到所述燃燒室4上。所述進(jìn)氣管6通過具有氣門蓋13a的廢氣再循環(huán)閥13與所述排氣管7相連接，所述氣門蓋用作用于進(jìn)行外部的廢氣再循環(huán)的調(diào)整機(jī)構(gòu)。所述氣門蓋13a能夠用信號EGR由控制儀(E⑶)16來觸發(fā)。此夕卜，一個能夠用信號TI來觸發(fā)的噴射閥8和一個能夠用信號ZW來觸發(fā)的火花塞9與所述燃燒室4相連接。按權(quán)利要求I的內(nèi)燃機(jī)I基于外源點(diǎn)火法。但是要澄清，本發(fā)明不取決于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火方法并且也很好地適合于具有自行點(diǎn)火結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)。在所述進(jìn)氣管6中安置了增壓壓力傳感器18和節(jié)氣門12，其中所述增壓壓力傳感器18發(fā)出顯示出進(jìn)氣管中的增壓壓力的信號LD并且所述節(jié)氣門12的旋轉(zhuǎn)位置能夠借助于信號DK來調(diào)節(jié)。對于具有渦輪增壓的發(fā)動機(jī)來說，在所述空氣質(zhì)量傳感器10與所述節(jié)氣門12之間布置了渦輪增壓器的壓縮機(jī)。此外，所述進(jìn)氣管6設(shè)有空氣質(zhì)量傳感器10并且所述排氣管7設(shè)有氧傳感器11。所述空氣質(zhì)量傳感器10測量輸送給所述進(jìn)氣管6的新鮮空氣的空氣質(zhì)量并且據(jù)此產(chǎn)生信號LM。所述氧傳感器11測量所述排氣管7中的廢氣的氧氣含量并且據(jù)此產(chǎn)生信號空氣系數(shù)(λ )。在所述氧傳感器11后面布置了排氣裝置(未示出)包括催化器比如三元催化器。對于具有渦輪增壓的發(fā)動機(jī)來說，在所述氧傳感器的后面安裝了渦輪增壓器的渦輪機(jī)。在運(yùn)行中通過被驅(qū)動的活塞，將曲軸14置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中，通過所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動最終驅(qū)動機(jī)動車的車輪。不言而喻，具有外源點(diǎn)火或者自行點(diǎn)火結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)可以具有一個以上的氣缸，所述氣缸分配給同一根曲軸和同一根排氣管并且形成廢氣排。在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計方案中，所述氣門蓋13a以調(diào)制的方式由所述控制儀16來觸發(fā)并且比如對增壓壓力LD和/或空氣質(zhì)量LM進(jìn)行分析。為此目的，所述控制儀16設(shè)有微處理器，該微處理器在存儲介質(zhì)尤其只讀存儲器(ROM)中保存了程序，所述程序適合于實(shí)施內(nèi)燃機(jī)I的整體的控制和/或調(diào)整。所述控制儀16設(shè)置用于實(shí)施按本發(fā)明的方法。向所述控制儀16加載輸入信號，所述輸入信號借助于傳感器代表著內(nèi)燃機(jī)的所測量的運(yùn)行參量。比如所述控制儀16與所述空氣質(zhì)量傳感器10、氧傳感器11和增壓壓力傳感器18相連接。此外，所述控制儀16與加速踏板傳感器17相連接，該加速踏板傳感器產(chǎn)生信號FP，該信號FP表明能夠由駕駛員操縱的加速踏板的位置并且由此表明由駕駛員所要求的力矩。所述控制儀16產(chǎn)生輸出信號，利用所述輸出信號可以通過執(zhí)行器根據(jù)所期望的控制和/或調(diào)整情況來影響內(nèi)燃機(jī)I的狀態(tài)。比如所述控制儀16與所述AGR閥13、噴射閥8、火花塞9和節(jié)氣門12相連接并且產(chǎn)生為對其進(jìn)行觸發(fā)所必需的信號EGR、TI、ZW和DK0下面借助于圖2對按本發(fā)明的方法的多種優(yōu)選的替代方案的流程進(jìn)行解釋。這些實(shí)施方式可以以按圖I的內(nèi)燃機(jī)為基礎(chǔ)。所示出的步驟不一定先后進(jìn)行，而是也可以在時間上同時進(jìn)行。所述方法在可選的步驟101中開始，在該步驟101中檢查相應(yīng)的釋放條件的存在情況并且必要時起動功能檢查方法或者說功能診斷方法。在步驟102中，用具有預(yù)先確定的幅度和頻率的周期性的信號來激勵所述AGR閥13的調(diào)節(jié)器13a，也就是說在正常的調(diào)節(jié)信號上疊加了調(diào)制信號。所述調(diào)制信號可以優(yōu)選按照103a構(gòu)造為正弦狀或者按照103b構(gòu)造為矩形。但是要澄清，原則上可以使用每種周·期性的用于進(jìn)行調(diào)制的信號。在基本上同時進(jìn)行的步驟104中，測量受到所述調(diào)節(jié)器或者說調(diào)整機(jī)構(gòu)13a的調(diào)節(jié)運(yùn)動或者位置的影響的系統(tǒng)參量，其中所述系統(tǒng)參量有利地按照105a可以是空氣量測量計10比如熱膜空氣量測量計的測量信號LM或者按照105b可以是增壓壓力傳感器18的測量信號LD。這里也要澄清，原則上可以測量每個受到所述調(diào)節(jié)器13a的調(diào)節(jié)運(yùn)動的影響的系統(tǒng)參量。在隨后的可選的步驟106中，借助于低通濾波器來計算所述測量信號的滑動的平均值并且在步驟107中從原有的測量信號中減去所述滑動的平均值，用于提高所述診斷的穩(wěn)健性。隨后作為新的測量信號對所述減法結(jié)果進(jìn)行分析，其中按照108a傅里葉分析是合適的并且按照108b相位敏感的鎖定方法是合適的。在按照108a進(jìn)行傅里葉分析時，就出現(xiàn)明顯比相鄰的幅度高的幅度的激勵頻率的情況對傅里葉頻譜進(jìn)行研究。這可以借助于閾值比較來進(jìn)行。對于按108b的鎖定方法來說，將所測量的特性曲線梯度與預(yù)先確定的特性曲線梯度進(jìn)行比較。這同樣可以借助于閾值比較來進(jìn)行。在此有利地有選擇性地在測量信號中對調(diào)制頻率進(jìn)行檢測。通過調(diào)制與測量信號之間的固定的相位關(guān)系，在此可以實(shí)現(xiàn)很好的噪聲抑制。額外地獲得對所述調(diào)節(jié)器的特性曲線陡度進(jìn)行檢查的可能性，因?yàn)殒i定放大器的輸出信號與所述特性曲線梯度成比例。因而對于具有非線性的特性曲線的調(diào)節(jié)器來說可以檢查，是否也在實(shí)際上在預(yù)先給定的界限之內(nèi)達(dá)到了所述調(diào)節(jié)器的所期望的位置。在步驟109中借助于相應(yīng)的比較結(jié)果實(shí)施征兆形成(比如關(guān)于特定的時間間隔對相關(guān)的頻率進(jìn)行積分或者其它類型的征兆形成)并且最后在步驟110中實(shí)施征兆分析或者說故障識別。這種分析比如通過與應(yīng)用情況所特有的閾值之間的比較(更大/更小/相等)或者求差(結(jié)果的符號)來進(jìn)行，用于推斷出功能正常情況或者故障情況。由此可以識別有故障的或者功能正常的廢氣再循環(huán)閥。
權(quán)利要求
1.用于檢查內(nèi)燃機(jī)(I)的廢氣再循環(huán)閥(13)的功能的方法， 其中周期性改變所述廢氣再循環(huán)閥(13)的調(diào)整機(jī)構(gòu)(13a)的位置(103a、103b)， 對受到所述調(diào)整機(jī)構(gòu)(13a)的運(yùn)動的影響的系統(tǒng)參量(LM、LD)進(jìn)行測量(105a、105b)并且 對所述測量信號進(jìn)行分析以檢查所述廢氣再循環(huán)閥(13)的功能(106-110)。
2.按權(quán)利要求I所述的方法，其中作為系統(tǒng)參量測量進(jìn)氣管(6)中的增壓壓力(LD)或者空氣質(zhì)量(LM)。
3.按權(quán)利要求I或2所述的方法，其中為了對所述測量信號進(jìn)行分析而使用傅里葉變換(108a)。
4.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中為了對所述測量信號進(jìn)行分析而使用相位敏感的方法尤其鎖定方法(108b )。
5.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在分析之前尤其借助于低通濾波對所述測量信號進(jìn)行濾波(106)。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其中在濾波時形成所述測量信號的滑動的平均值(106)并且在分析之前從原有的測量信號中減去所述滑動的平均值(107)并且作為新的測量信號對所述減法結(jié)果進(jìn)行分析。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中作為周期性的調(diào)節(jié)信號使用正弦狀的信號或者矩形信號(103a、103b)。
8.計算單元，該計算單元設(shè)置用于實(shí)施按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢查內(nèi)燃機(jī)(1)的廢氣再循環(huán)閥(13)的功能的方法，其中周期性改變所述廢氣再循環(huán)閥(13)的調(diào)整機(jī)構(gòu)(13a)的位置，測量受到所述調(diào)整機(jī)構(gòu)(13a)的運(yùn)動的影響的系統(tǒng)參量(LM、LD)并且對所述測量信號進(jìn)行分析以檢查所述廢氣再循環(huán)閥(13)的功能。
文檔編號F02M25/07GK102791995SQ201180015142
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者J.帕夫拉克, T.布賴特巴赫 申請人:羅伯特·博世有限公司