用于监控内燃机排气通道中构件的方法、实施该方法的装置、计算机程序和计算机程序产品.pdf

本发明涉及一种用于监控布置在内燃机(10)的排气通道(12)中的构件(14)的方法，其特征在于，在排气压(p_vGPF、p_nGPF)发生变化时，检测在所述构件(14)上游的排气压(p_vGPF)和在所述构件(14)下游的排气压(p_nGPF)之间的时间延迟量(d)，并且在所述时间延迟量(d)过小时提供故障信号(F)。

权利要求书
1.  用于监控布置在内燃机(10)的排气通道(12)中的构件(14)的方法，其特征在于，在排气压(p_vGPF、p_nGPF)发生变化时，检测在所述构件(14)上游的排气压(p_vGPF)和在所述构件(14)下游的排气压(p_nGPF)之间的时间延迟量(d)，并且在时间延迟量(d)过小时提供故障信号(F)。

2.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，分开测量在所述构件(14)上游的排气压(p_vGPF)还有在所述构件(14)下游的排气压(p_nGPF)。

3.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助至少一个内燃机运行特征参量(24)计算在所述构件(14)上游的排气压(p_vGPF)，并且测量在所述构件(14)下游的排气压(p_nGPF)。

4.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过干涉对所述内燃机(10)的控制借助内燃机运行特征参量(24)有目的地引起所述排气压(p_vGPF、p_nGPF)的变化。

5.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，借助对至少一个内燃机运行特征参量(24)的评估识别所述排气压(p_vGPF、p_nGPF)的变化，并且在不主动干涉对所述内燃机(10)的控制的情况下在识别出所述排气压(p_vGPF、p_nGPF)的变化以后获取所述时间延迟量(d)。

6.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间延迟量(d)作为所述两个排气压(p_vGPF、p_nGPF)之间的相移被获取。

7.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间延迟量(d)由所述两个排气压(p_vGPF、p_nGPF)的交叉相关函数的结果获取。

8.  按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障信号(F)表示所述构件(14)被拆卸。

9.  用于监控布置在所述内燃机(10)的排气通道(12)中的构件(14)的装置，其特征在于，专门设立的控制器(18)设置用于执行按照权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.  按照权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述构件(14)上游设置了用于检测在所述构件(14)上游的排气压的第一压力传感器(16)，并且在所述构件(14)下游设置了用于检测在所述构件(14)下游的排气压的第二压力传感器(20)，并且设置基于两个所测得的压 力信号(p_vGPF_Mess、p_nGPF_Mess)获取所述时间延迟量(d)。

11.  按照权利要求9所述的装置，其特征在于，作为构件(14)在排气通道(12)中设置至少一个颗粒过滤器和/或至少一个催化器。

12.  计算机程序，当所述程序在计算机中运行时，所述计算机程序执行按照权利要求1-8中任一项所述的方法的所有步骤。

13.  计算机程序产品，具有存储在机器可读的载体上的程序代码，用于当所述程序在计算机中执行时实施按照权利要求1-8中任一项所述的方法。

说明书用于监控内燃机排气通道中构件的方法、实施该方法的装置、计算机程序和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种用于监控布置在优选用汽油运行的内燃机的排气通道中的构件的方法以及一种用于实施该方法的装置。
本发明还涉及一种计算机程序，借助该计算机程序实施监控，并且还涉及一种计算机程序产品，其具有存储在机器可读的载体上的程序代码，用于实施该方法。
背景技术
内燃机的排气通道中的颗粒过滤器用于减少由内燃机排放的颗粒。在内燃机的运行时间过程中由沉积的颗粒所填充的颗粒过滤器必须时不时地更新。法律规定，必须借助诊断功能在运行期间监控颗粒过滤器的确切功能。例如通过确定在颗粒过滤器上出现的排放气体的压差，并且/或者通过至少在颗粒过滤器的下游由颗粒传感器测得的颗粒浓度完成对颗粒过滤器的功能的诊断。
在公开文本DE 103 58 195 A1中提出了一种用于监控设置在内燃机的排气通道中的催化器的方法，其中检查低通性能，这是由催化器的热容量确定的。评估在催化器上游检测的第一排气温度的量度以及在催化器下游测得的第二排气温度的量度。这种公知的方法使得能够监控催化器的例如在出现不被允许的人为操控的情况下可能发生的变化。在极端情况下，能够完全去除需要监控的催化器。据此公知的是，由排气温度在穿流过催化器时受催化器的热容量的影响的情况能够推导出对催化器的人为操控。
在公开文本DE 10 2009 003 091A1中，要监控布置在内燃机的排气区内的传感器单元的存在性。传感器单元首先获取传感器温度。通过将获取的传感器温度与通过另一个传感器单元测得的排气温度或者与模型参量或者与规定的阈值进行比较，推导出该传感器单元被拆卸或者不正确地安装。
在公开文本DE 10 2010 002 691 A1中，通过压差测量来诊断颗粒过滤器。
在公开文本DE 44 26 020 A1中描述了一种方法，其中，要监控设 置在内燃机的排气区内的催化器的工作能力。这种监控以由于排放气体的放热转换而在催化器中出现的温度提升的评估为基础。获取了两个温度信号，其中，第一温度信号通过测量催化器下游的温度获得，第二温度信号通过计算获得。评估温度提升情况，所述温度提升由于排气组分的放热反应在符合规定的催化器中预计会发生。
在公开文本DE 10 2010 002 691 A1中描述了一种用于监控颗粒过滤器的方法，所述颗粒过滤器布置在内燃机的排气通道中。为了监控颗粒过滤器，评估在颗粒过滤器上出现的排气压差。在此规定，检测相对于大气压在颗粒过滤器上游出现的压差和在颗粒过滤器下游出现的压差。压差或者由这两个差别压力的测量获取或者由两个绝对压力的测量获取。分开获取颗粒过滤器上游和下游出现的排气压使得更难以进行人为操控，而通过一个唯一的压差传感器在颗粒过滤器上进行压差测量时可能比较简单地进行这种人为操控。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种简单且可靠的方法和一种相应的用于监控布置在优选用汽油运行的内燃机的排气区内的构件的装置。
根据本发明的用于监控布置在优选用汽油运行的内燃机的排气通道内的构件的做法基于下述内容：在排气压力发生变化时，检测构件上游的排气压和构件下游的排气压之间的时间延迟。在时间延迟过小时提供故障信号。故障信号例如能够显示出来和/或被存储。
根据本发明的做法特别适合用于监控布置在用汽油运行的内燃机的排气通道中的构件。这种特别适合基于以下内容：与实现为柴油发动机的内燃机相比，实现为汽油发动机的内燃机中出现的排气压平均来说明显更小。与对绝对的信号幅值、例如压力信号幅值的检测和评估相比，对两种排气压之间的时间延迟的获取和紧接着的评估明显能够更加简单且更加精准地实施。
在人为操控构件时，例如在拆卸构件并且用一段管子替换所述构件时，会出现过小的时间延迟，所述过小的时间延迟通过故障信号来表示。
根据本发明的做法的有利的改进方案和设计方案分别是从属权利要求的主题。
一种特别有利的设计方案规定，分开测量在所述构件上游的排气压力信号和在所述构件下游的排气压力信号，并且由这两个分开测得的排 气压力信号获取时间延迟量。作为替代方案，能够借助至少一个内燃机运行特征参量、例如负载来计算在所述构件上游的排气压。
基于对分别在构件上游和构件下游的排气压的、出现在构件上的绝对数值的至少一个量度的评估来进行监控，这种监控只有在成本增大的情况下才能够实现并且否则可能导致出现不允许的监控结果。在根据有利的设计方案所规定的做法中规定，基于在构件上游出现的排气压和在构件下游出现的排气压获取时间延迟量，这种做法尤其具有以下优点：使得对时间延迟量的获取与排气压的绝对数值无关。
另一种有利的设计方案规定，通过干涉对内燃机的控制有目的地引起排气压的变化。利用这项措施能够在每个预先规定的时刻促发并实施监控。例如通过干涉节气门的位置和/或干涉燃料配给和/或调整汽油内燃机中通常存在的点火设备的点火时刻来改变排气压。
一种替代的设计方案规定，借助对内燃机的至少一个运行特征参量的评估来识别排气压的变化，并且在不主动干涉对内燃机的控制的情况下利用所识别的变化情况来检测时间延迟量。在这种设计方案中，为了进行监控要等待内燃机的合适的运行状态，在这种运行状态下出现排气压的变化。这种变化例如是内燃机要求的负载的变化。内燃机的负载能够由布置在内燃机的进气区内的节气门的位置和/或燃料配给信号获取。优点在于，不必主动干涉内燃机的运行，由此可能负面地改变排气值和燃料消耗量。
根据一种设计方案规定，在确定的时刻由两个排气压之间或两个排气压信号之间的相移获取时间延迟量。
根据另一种设计方案规定，基于在构件上游出现的排气压和在构件下游出现的排气压的交叉相关函数获取时间延迟量。交叉相关函数的结果是0到1之间的值，该结果能够直接用作时间延迟量的量度。
根据本发明的用于实施该方法的装置涉及一种专门设立的控制器。
该控制器优选包含至少一个电存储器，其中以计算机程序的形式存储有方法步骤。
作为构件优选在内燃机的排气通道中设置至少一个颗粒过滤器和/或至少一个催化器。故障信号表示颗粒过滤器的拆卸和/或催化器的拆卸或者说改建(Ausbau)。
根据本发明的计算机程序规定，当所述计算机程序在当前包含在控 制器中的计算机中运行时，所述计算机程序实施该方法的所有步骤。
具有存储在机器可读的载体上的程序代码的根据本发明的计算机程序产品实施根据本发明的方法，如果所述程序在当前包含在控制器中的计算机中运行的话。
附图说明
下面借助在图中所示的实施例更详尽地阐述本发明。
图1示出了能够使用本发明的技术领域；
图2示出了两个与时间相关的排气压力信号。
具体实施方式
图1示出了一种内燃机10，其尤其实现为用汽油运行的内燃机10。汽油内燃机10相对于例如用柴油运行的内燃机10产生明显更低的排气压。在图1中记录了在构件14上游的排气压p_vGPF和在构件14下游的排气压p_nGPF。构件14优选是至少一个颗粒过滤器和/或至少一个催化器。
在构件14上游布置了第一压力传感器15，该压力传感器检测在构件14上游的排气压p_vGPF，并且作为第一排气压力信号p_vGPF_Mess供控制器支配。
在构件14下游布置了第二压力传感器20，该压力传感器检测在构件14下游的排气压p_nGPF，并且作为第二排气压力信号p_nGPF_Mess供控制器使用。
在所示实施例中所基于的出发点在于，控制器18不仅控制内燃机10还控制排气清洁系统。必要时能够设置两个不同的控制器。
根据本发明的做法的基础是，检测在构件14上游的排气压p_vGPF并且检测在构件14下游的排气压p_nGPF。在排气压发生变化时获取并评估两个排气压p_vGPF、p_nGPF之间的时间延迟量。低于阈值的过小的时间延迟意味着对构件14进行了人为操控，例如意味着对构件14进行了拆卸。
在内燃机10处于静态的运行状态下时，排气压p_vGPF、p_nGPF不变或仅略微变化，此时可能只有在增大成本的情况下才能对构件14进行监控，其中必须对信号幅值进行评估。而根据本发明，在排气压p_vGPF、p_nGPF发生的变化至少显著到利用简单的工具就能够检测到在构件14上游出现的排气压p_vGPF和在构件14下游出现的排气压 p_nGPF的时间延迟量时，进行监控。在对构件14进行人为操控时，例如在对构件14进行拆卸和用一段管子替换构件14时，出现过小的时间延迟，所述过小的时间延迟通过故障信号F显示。
原则上有可能的是，借助至少一个内燃机运行特征参量24计算在构件14上游的排气压。为此例如能够利用内燃机10的负载。作为负载的量度能够使用未详尽示出的节气门的位置和/或燃料配给信号。作为替代方案或者作为补充方案，设置了第一压力传感器16，该压力传感器检测在构件14上游的排气压p_vGPF。一定存在的是第二压力传感器20，该压力传感器检测在构件14下游的排气压p_nGPF。如果设置了两个压力传感器16、20，就完全分开地检测在构件14上游或下游的排气压p_vGPF、p_nGPF。借助压差传感器可能无法检测在构件14上出现的排气压差，因为这要看两个排气压p_vGPF、p_nGPF之间的时间关系，利用这类压差传感器在没有其他措施的情况下无法测出这种时间关系。
在控制器18中设置了一种运行特征参量确定系统22，且确定至少一个内燃机运行特征参量24。内燃机运行特征参量24例如是已经提过的节气门的预先给定位置和/或已经提过的燃料配给信号，和/或在应该优选设置的外源点火的内燃机10中是为了图1中未示出的点火设备而设置的点火时刻信号。
当用于评估至少其中一个所述的内燃机运行特征参量24的特征参量评估系统26探测到足够大的变化并且通过鉴定信号FG表示出来时，就认定排气压p_vGPF、p_nGPF存在足够大的变化。
鉴定信号FG促使流量评估系统28获取在构件14上游出现的排气压p_vGPF和在构件14下游出现的排气压p_nGPF之间的时间延迟量。因此，向流量评估系统28分别输入在构件上游的排气压p_vGPF或者作为算出的排气压p_vGPF或者作为测得的排气压力信号p_vGPF_Mess，并且输入在构件14下游的压力的所测得的排气压力信号p_nGPF_Mess。
在图2中示出了与时间t有关的两个排气压p_vGPF、p_nGPF。这两个排气压p_vGPF、p_nGPF首先在幅值方面由于预期的、在构件14上出现的压力下降有区别。正如已经提及的那样，尤其在用汽油运行的内燃机10中，构件14上预期的压力下降比较小，以至于必须增大成本才能评估两个排气压p_vGPF、p_nGPF的幅值。因此规定，评估两个排气压p_vGPF、p_nGPF之间的时间延迟量。
按照根据本发明的做法的设计方案规定，通过干涉内燃机10的控制有目的地引起排气压p_vGPF、vs_nGPF的变化。这种干涉通过改变至少其中一个已述的内燃机运行特征参量24的变化实现。在实现这种设计方案时能够省去特征参量评估系统26，因为在这种情况下，运行特征参量确定系统22自己就能够提供鉴定信号FG。利用这项措施能够在任何预先给定的时刻促发并实施对构件14的监控。
根据一种替代的设计方案规定，一直等待直到排气压p_vGPF、p_nGPF发生变化，而不必有目的地仅仅为了对构件14进行监控而干涉对内燃机10的控制。借此能够避免可能出现的不必要的燃料消耗和排气中可能出现的有害成分的增加。在实现这种设计方案时，需要特征参量评估系统26来观察由运行特征参量确定系统22提供的至少一个内燃机运行特征参量24。
流量评估系统28能够直接获取两个排气压p_vGPF、p_nGPF之间的时间延迟量d。所述时间延迟量d在一定程度上直接由在预先给定的时刻T出现的两个排气压p_vGPF、p_nGPF的相移中获取。
一种替代的优选的设计方案规定，流量评估系统28获取两个排气压p_vGPF、p_nGPF之间的交叉相关函数，其中，除了两个排气压p_vGPF、p_nGPF之间的相移，额外地还有两个排气压p_vGPF、p_nGPF的幅值参与到交叉相关函数的计算中的结果。交叉相关函数的结果是0到1的数值范围内的数，其中，较小的数额相当于较大的时间延迟量d，而较大的数额相当于小的时间延迟量d。
比较器30将由流量评估系统28提供的输出信号32与阈值进行比较。只要时间延迟量d低于预先给定的阈值，也即是存在过小的时间延迟量d，就提供故障信号F，该信号能够被显示出来和/或存储在控制器18内的未详尽示出的存储器内。
表示时间延迟量d过小的故障信号F意味着对构件14进行了人为操控，例如意味着构件14被完全拆卸并且被连接管道取代。因此，在出现这种故障信号F时，必须检查排气通道12，才能够继续确保遵守法规。