用于检查在运行时在内燃机的空气进气管段或者废气排放管段中的压力传感器的功能的方法以及发动机控制单元技术

本发明专利技术涉及一种用于检查在运行时在内燃机（1）的空气进气管段（20）或者废气排放管段（30）中的压力传感器（44）的功能的方法以及一种用于执行该方法的发动机控制单元（50），并且本发明专利技术所基于的基础是：借助于相关的传感器（44）测量在运行时在相关的内燃机（1）的所述空气进气管段（20）中的吸入空气的或者废气排放管段（30）中的废气的动态压力振荡，并且基于获得的压力振荡信号（DS_S）借助于离散傅里叶变换（DFT）针对多个选出的信号频率（SF1…X）分别求取所述内燃机（1）的确定的运行特征（BChk_W1...X）的值以及求取针对不同的信号频率（SF1…X）求取的值彼此之间的偏差值（Aw_W1...Y）。根据求取的偏差值（Aw_W1...Y）不超过或者超过预先给定的极限值（Aw_Gw）来确认所述压力传感器（44）的功能完好（DSens=ok）或者诊断出所述压力传感器（44）故障（DSens_Ffkt）。由此能够监控所述压力传感器（44）的完好的功能并且在发生故障的情况下启动对应的措施，所述措施防止该内燃机发生故障和防止污染物排放可能基于此而增加。

Method for checking the function of the pressure sensor in the air intake pipe section or exhaust pipe section of the internal combustion engine during operation and the engine control unit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检查在运行时在内燃机的空气进气管段或者废气排放管段中的压力传感器的功能的方法以及发动机控制单元
本专利技术涉及一种方法，利用该方法能够检查布置用于在内燃机的空气进气管段中或者废气排放管段中进行压力测量的相应的压力传感器的无故障的功能、尤其是动态特性，以便在整个运行持续时间内保证相应的内燃机的无干扰的并且尤其是在污染物排放方面遵守法律的运行。另外，本专利技术还涉及一种发动机控制单元，其设置用于执行根据本专利技术的方法。
技术介绍
往复式活塞内燃机在这个说明书的框架中也仅被简称为内燃机，其具有一个或者多个缸，在所述缸中分别布置有往复式活塞。为了示出往复式活塞内燃机的原理，在下文中参考图1，其示例性地示出了具有最重要的功能单元的可能也是多缸的内燃机的缸。相应的往复式活塞6以能够线性运动的方式布置在相应的缸2中并且与缸2一起包围燃烧室3。相应的往复式活塞6通过所谓的连杆7与曲轴9的相应的曲柄销8连接，其中，曲柄销8相对于曲轴旋转轴线9a偏心地布置。通过在燃烧室3中燃烧燃料空气混合物，线性地“向下”驱动往复式活塞6。借助于连杆7和曲柄销8将往复式活塞6的平移往复运动转移到曲轴9上并且转化为曲轴9的旋转运动，该旋转运动在克服缸2中的下止点之后再次使往复式活塞6在相反方向上“向上”运动直至上止点。为了必须实现内燃机1的连续的运行，在缸2的所谓的工作循环期间首先用所述燃料空气混合物填充燃烧室3，压缩、然后点燃并且膨胀地燃烧燃烧室3中的燃料空气混合物，用以驱动往复式活塞6，最后从燃烧室3中推出燃烧之后残留的废气。通过连续地重复这个流程，在输出与燃烧能量成比例的功的情况下产生内燃机1的连续的运行。根据发动机方案的不同，缸2的工作循环被划分为在一个曲轴旋转（360°）内分布的两个冲程（双冲程发动机）或者在两个曲轴旋转（720°）内分布的四个冲程（四冲程发动机）。迄今为止，四冲程发动机已被普遍接受为用于机动车辆的驱动器。在进气冲程中，当往复式活塞6向下运动时，燃料空气混合物或者仅新鲜空气（在燃料直接喷射的情况下）从空气进气管段20引入到燃烧室3中。在随后的压缩冲程中，当往复式活塞6向上运动时，压缩燃烧室3中的燃料空气混合物或者新鲜空气以及可能单独地借助于属于燃料供应系统的喷射阀5将燃料直接喷射到燃烧室3中。在随后的做功冲程中，借助于火花塞4点燃所述燃料空气混合物，其膨胀地燃烧，并且当往复式活塞6向下运动时在输出功的情况下使该燃料空气混合物减压。最后，在推出冲程中，当往复式活塞6重新向上运动时，残留的废气从燃烧室3中被推出到废气管段30中。通常并且尤其是在这里所基于的示例中通过进气阀22和排气阀22将内燃机的燃烧室3与空气进气管段20或者废气管段30分界。根据现在的现有技术，通过至少一个凸轮轴操控这些阀。示出的示例具有用于操纵进气阀22的进气凸轮轴23和用于操纵排气阀32的排气凸轮轴33。在所述阀与相应的凸轮轴之间通常还存在另外的在这里未示出的用于进行力传递的机械构件，所述机械构件也能够包含阀间隙补偿（例如杯形挺杆、摇转杆、牵引杆、推杆、液压挺杆等等）。通过内燃机1本身来驱动进气凸轮轴23和排气凸轮轴33。为此，进气凸轮轴23和排气凸轮轴33分别通过适合的进气凸轮轴控制适配器24和排气凸轮轴控制适配器34（例如借助于控制传动装置40的齿轮、链轮或者皮带轮，该控制传动装置例如具有齿轮传动装置、控制链或者控制齿形皮带）在预先给定的相对于彼此并且相对于曲轴9的位置上通过对应的曲轴控制适配器10（其对应地构造为齿轮、链轮或者皮带轮）与曲轴9耦合。通过这种连接结构，原则上相对于曲轴9的旋转位置上定义进气凸轮轴23的和排气凸轮轴33的旋转位置。在图1中，示例性地示出了进气凸轮轴23和排气凸轮轴33与曲轴9之间借助于皮带盘和控制齿形皮带的耦合。在下文中，该曲轴在一个工作循环内走过的旋转角度被称为工作相位或者仅被称为相位。与此对应地，该曲轴在一个工作相位内走过的旋转角度被称为相位角度。借助于与曲轴9或者曲轴控制适配器10连接的位置传感器43和配属的曲轴位置传感器41能够持续地分别检测曲轴9的当前的曲轴相位角度。在此，所述位置传感器例如能够实施为齿轮，其具有多个在圆周上等距地分布的齿，其中，单个的齿的数量确定该曲轴相位角度信号的分辨率。同样地，必要时附加地能够借助于对应的位置传感器43和配属的凸轮轴位置传感器42持续地检测进气凸轮轴23的和排气凸轮轴33的当前的相位角度。由于相应的曲柄销8和与其共同运动的往复式活塞6、进气凸轮轴23和与其共同运动的相应的进气阀22以及排气凸轮轴33和与其共同运动的相应的排气阀32通过预先给定的机械耦合以预先给定的彼此之间的关系并且根据曲轴旋转进行运动，因此，这些功能组件与所述曲轴同步地经历相应的工作相位。因此，进气凸轮轴的、排气凸轮轴的以及曲轴的相应的旋转位置和往复式活塞6、进气阀22和排气阀32的冲程位置能够在考虑相应的传动比的情况下参考曲轴9的通过曲轴位置传感器41预先给定的曲轴相位角度。因此，在理想的内燃机中，每个确定的曲轴相位角度都能够配属有确定的曲柄销角度HZW（图2）、确定的活塞升程、确定的进气凸轮轴角度、进而确定的进气阀升程以及确定的排气凸轮轴角度、进而确定的排气阀升程。这就是说，提到的所有组件都与旋转的曲轴9同相或者说与旋转的曲轴9同相运动。然而，在现代的内燃机1中，在曲轴9与进气凸轮轴23以及排气凸轮轴33之间的机械耦合路段内能够存在附加的执行机构，其例如集成到进气凸轮轴适配器24以及排气凸轮轴适配器34中，所述执行机构产生曲轴9与进气凸轮轴23以及排气凸轮轴33之间的期望的能够控制的相位偏移。这些执行机构已知为在所谓的可变的阀传动装置中的所谓的分相器。还象征性地示出了用于控制发动机功能的电子的能够编程的发动机控制单元50（CPU），该发动机控制单元具有用于接收各种各样的传感器信号的信号输入端51和用于操控对应的调节单元和促动器的信号与功率输出端52以及电子计算单元53和配属的电子存储单元54。为了以最佳的方式运行该内燃机（在排放、消耗、功率、运转平稳性等方面），应该尽可能了解在进气冲程中被引入到所述燃烧室中的新鲜气体充注量，以便能够使用于燃烧的其他参数（例如待供应的、可能被直接喷射的燃料量）与之匹配。所谓的换气、即新鲜气体的进气和废气的推出在此在很大程度上与进气阀22和排气阀32的控制时间有关，即与相应的阀升程的相对于活塞升程的时间曲线的时间曲线有关以及与在空气进气管段中的和在废气排放管段中的压力的高度和曲线有关。换言之，运行时的换气与进气阀和排气阀的相对于所述曲轴相位角度的相位位置、进而与往复式活塞的与空气进气管段中的和废气排放管段中的压力曲线配合的相位位置有关。用于求取新鲜气体充注量并且用于将内燃机的控制参数与其匹配的现有技术是，在所有出现的运行状态下例如根据转速、根据负载、必要时根据能够通过分相器预先给定的阀控制时间、必要时根据废气涡轮增压器或者压缩机的运行参数来测量所谓的基准内燃机，并且将这些测量值或者其导数或者再现所述特性的建模方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 用于检查在运行时在内燃机（1）的空气进气管段（20）或者废气排放管段（30）中的压力传感器（44）的功能的方法，其中，/n- 借助于相关的传感器（44）测量在运行时在相关的内燃机（1）的所述空气进气管段（20）中的吸入空气的或者废气排放管段（30）中的废气的动态压力振荡并且由此产生对应的压力振荡信号（DS_S）；和/n- 其中，基于所述压力振荡信号（DS_S）借助于离散傅里叶变换（DFT）针对多个选出的信号频率（SF1…X）分别求取所述内燃机（1）的确定的运行特征（BChk_W1...X）的值并且求取所述运行特征（BChk_W1...X）的针对不同的信号频率（SF1…X）求取的值彼此之间的偏差值（Aw_W1...Y）；/n- 其中，如果求取的偏差值（Aw_W1...Y）中的任何一个偏差值都未达到或者未超过预先给定的偏差极限值（Aw_Gw），则确认所述压力传感器（44）的功能完好（DSens=ok）；/n- 其中，如果求取的偏差值（Aw_W1...Y）中的至少一个偏差值达到或者超过预先给定的偏差极限值（Aw_Gw）至少一次，则诊断出所述压力传感器（44）的故障（DSens_Ffkt）。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170908 DE 102017215849.21.用于检查在运行时在内燃机（1）的空气进气管段（20）或者废气排放管段（30）中的压力传感器（44）的功能的方法，其中，
-借助于相关的传感器（44）测量在运行时在相关的内燃机（1）的所述空气进气管段（20）中的吸入空气的或者废气排放管段（30）中的废气的动态压力振荡并且由此产生对应的压力振荡信号（DS_S）；和
-其中，基于所述压力振荡信号（DS_S）借助于离散傅里叶变换（DFT）针对多个选出的信号频率（SF1…X）分别求取所述内燃机（1）的确定的运行特征（BChk_W1...X）的值并且求取所述运行特征（BChk_W1...X）的针对不同的信号频率（SF1…X）求取的值彼此之间的偏差值（Aw_W1...Y）；
-其中，如果求取的偏差值（Aw_W1...Y）中的任何一个偏差值都未达到或者未超过预先给定的偏差极限值（Aw_Gw），则确认所述压力传感器（44）的功能完好（DSens=ok）；
-其中，如果求取的偏差值（Aw_W1...Y）中的至少一个偏差值达到或者超过预先给定的偏差极限值（Aw_Gw）至少一次，则诊断出所述压力传感器（44）的故障（DSens_Ffkt）。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在求取所述压力振荡信号（DS_S）的同时求取曲轴相位角度信号（Kw_Pw），参照所述曲轴相位角度信号（Kw_Pw_S）求取经测量的压力振荡信号（DS_S）的选出的信号频率（SF1…X）的相位和/或振幅，并且基于分别求取的相位或者振幅或...

【专利技术属性】
技术研发人员：T布劳恩，F莫雷尔，J丁格尔，SM艾森，
申请(专利权)人：维特思科科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE