[發(fā)明專利]用于診斷內(nèi)燃機(jī)的傳感器裝置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010220802.5
• 申請(qǐng)日: 2010-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101943069A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·瓦格納;S·盧克斯;M·霍爾納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特.博世有限公司
• 主分類號(hào): F02D41/22
• 分類號(hào): F02D41/22;G01M15/04
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李少丹;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于診斷內(nèi)燃機(jī)的傳感器裝置的方法，其中，將傳感器裝置的輸出信號(hào)與獨(dú)立于輸出信號(hào)地預(yù)先給定的額定值進(jìn)行比較。

本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序以及一種內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備。

背景技術(shù)

需要許多傳感器裝置用于內(nèi)燃機(jī)的最佳控制，用這些傳感器裝置例如采集由內(nèi)燃機(jī)所輸送的燃燒用空氣、廢氣或返回輸送的廢氣的壓力或物質(zhì)流量。由于傳感器裝置的功能作用對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的可靠和低排放的運(yùn)行具有很大的影響，因此必需能夠診斷傳感器裝置的故障(Fehler)，以便在傳感器裝置的故障或干擾情況下可以引入相應(yīng)的反應(yīng)。原則上可以分別雙重配備傳感器裝置，使得通過(guò)兩個(gè)傳感器裝置信號(hào)的比較可以檢測(cè)到傳感器裝置的故障。但是這是昂貴的，要求許多結(jié)構(gòu)空間，并提高了汽車的重量。此外，傳感器的數(shù)量的提高隨之帶來(lái)整個(gè)系統(tǒng)失效概率的增加。

出于上述的原因，嘗試在很大程度上舍棄冗余的傳感器技術(shù)，并采用故障診斷的另外的方法。例如可以在電氣層面上監(jiān)控傳感器裝置，由此可以檢測(cè)到電纜脫落或短路。

除此之外，例如通過(guò)在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)狀態(tài)下比較環(huán)境壓力傳感器的、進(jìn)氣壓力傳感器的和排氣背壓傳感器的信號(hào)，可以在內(nèi)燃機(jī)的某些工作點(diǎn)上使不同的傳感器裝置是可信的。可以簡(jiǎn)單應(yīng)用這種方式的故障檢測(cè)，但是它具有時(shí)間上也有限制的監(jiān)控范圍的缺點(diǎn)。

除此之外，可以使第一傳感器可信，其方式是從其它傳感器的信號(hào)中建模第一傳感器的期望值，并與第一傳感器的實(shí)際值進(jìn)行比較。但是在此情況下可能出現(xiàn)與標(biāo)定功能的相互作用。除此之外，部分地不可能明確識(shí)別傳感器系統(tǒng)的有故障的傳感器。

在開(kāi)始時(shí)所述的方法中，將傳感器裝置的輸出信號(hào)與獨(dú)立于輸出信號(hào)地預(yù)先給定的額定值進(jìn)行比較。該方法也可稱為“物理信號(hào)范圍檢測(cè)”。在此情況下，當(dāng)脫離了針對(duì)汽車中使用的物理上有意義的值范圍時(shí)，則識(shí)別了傳感器裝置的失效(Defekt)。可以簡(jiǎn)單應(yīng)用這種故障診斷，但是迄今僅適用于檢測(cè)有限制的故障景象(Fehlerbilder)。

從DE?10?2005?025?884?A1中公開(kāi)了一種用于修正傳感器信號(hào)的方法，其中，將傳感器信號(hào)的至少一個(gè)特征參量與參考值進(jìn)行比較。取決于比較結(jié)果地來(lái)修正傳感器的信號(hào)。對(duì)于傳感器信號(hào)的至少一個(gè)特征參量，將從傳感器信號(hào)中導(dǎo)出的值構(gòu)成為參考值。這樣，在此與傳感器裝置的輸出信號(hào)有關(guān)地預(yù)先給定參考值。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的任務(wù)是如下來(lái)改善開(kāi)始時(shí)所述方式的方法，它允許盡可能不受限制和可靠地檢測(cè)傳感器裝置的故障。

在開(kāi)始時(shí)所述方式的方法中，根據(jù)本發(fā)明如下來(lái)解決該任務(wù)，額定值涉及一種周期性的特性，并在該周期性的特性方面分析傳感器裝置輸出信號(hào)的值曲線或從值曲線中推導(dǎo)出的參量。

在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了有利的改進(jìn)方案。除此之外，在以下的描述中和在附圖中出現(xiàn)了對(duì)于本發(fā)明重要的特征，其中，這些特征不僅單個(gè)地而且也以不同的組合對(duì)于本發(fā)明都可能是重要的，即使沒(méi)有再次對(duì)此明顯地指明。

在本發(fā)明范圍內(nèi)已認(rèn)識(shí)到，通常構(gòu)造為活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的不連續(xù)的工作方式對(duì)于傳感器裝置的輸出信號(hào)有影響。因此可以分析傳感器裝置輸出信號(hào)的周期性的特性，并與涉及同一個(gè)周期性的特性的額定值進(jìn)行比較。以此方式可以可靠地檢測(cè)到許多故障景象。這樣例如可以識(shí)別出：傳感器裝置是否根本不再起作用、例如凍結(jié)了，是否存在傳感器裝置的放大故障或?qū)С陶`差(Steigungsfehler)，是否存在傳感器裝置的偏移故障(Offsetfehler)，或傳感器裝置的動(dòng)力學(xué)是否以不允許的方式已改變。

本發(fā)明方法是被動(dòng)的，使得對(duì)于傳感器裝置的診斷不需要影響內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行。因此在很大程度上與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)無(wú)關(guān)地給出了診斷可能性。

通過(guò)許多故障景象的可靠檢測(cè)，也可以在很大程度上舍棄了傳感器裝置的冗余設(shè)計(jì)。

在周期性的特性上，以有利的方式涉及值曲線的幅度和/或相位特性。這些周期性的特性實(shí)現(xiàn)了對(duì)于傳感器裝置功能作用的特別好的推斷。尤其是在幅度和相位特性等特性的組合中可以檢測(cè)許多故障景象。

特別優(yōu)選的是，將周期性的特性與至少一個(gè)取決于與內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的基準(zhǔn)頻率相聯(lián)系。由此考慮了：由于內(nèi)燃機(jī)和空氣系統(tǒng)的構(gòu)造在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的振蕩是確定的。因此對(duì)于相同類型的內(nèi)燃機(jī)，這些振蕩對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的各自的工作點(diǎn)是特征性的。

基準(zhǔn)頻率例如相應(yīng)于用其啟動(dòng)和/或執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火過(guò)程的點(diǎn)火頻率。為了在此達(dá)到與內(nèi)燃機(jī)的變化的轉(zhuǎn)速的無(wú)關(guān)性，與此有關(guān)地優(yōu)選采用排列分析(“發(fā)動(dòng)機(jī)排列”)，而不采用原則上也可設(shè)想的關(guān)于固定時(shí)間頻率的分析。