用于识别和区分废气再循环的流量故障和动态故障的方法和计算机程序产品技术

本发明专利技术涉及一种用于识别和区分内燃机（10）的废气再循环（AGR）的流量故障和动态故障的方法。在此，分别使所测量的和所建模的AGR‑质量流经受具有被优化用以确定流量故障的时间常数的带通过滤和具有被优化用以确定动态故障的带通过滤。分别为被过滤的信号确定所述能量，并且计算在被过滤用于动态故障的信号的与被过滤用于流量故障的信号的能量之间的能量商。根据所述能量商能够识别并且相互区分所述废气再循环的动态故障和流量故障。

Method and computer program product for identifying and distinguishing flow failure and dynamic fault of exhaust gas recirculation

The invention relates to a method for identifying and distinguishing the flow failure and dynamic fault of an exhaust gas recirculation (AGR) of an internal combustion engine (10). Here, the measured and modeled AGR mass flow passes through the bandpass filter, which is optimized to determine the time constant of the flow failure, and the bandpass filter, which is optimized to determine the dynamic failure. The energy is determined for the filtered signal, and the energy quotient is calculated between the signal used for the dynamic failure and the energy of the filtered signal used for the flow failure. According to the energy quotient, the dynamic fault and flow failure of the EGR can be identified and distinguished from each other.

【技术实现步骤摘要】
用于识别和区分废气再循环的流量故障和动态故障的方法和计算机程序产品
本专利技术涉及一种用于识别和区分在内燃机的空气填充系统中的废气再循环（AGR）的流量故障和动态故障的方法，其中，AGR-质量流被间接地或者直接地测量或者建模，其中，分别将与此相关的所测量的和所建模的AGR-质量流信号进行相互比较，并且，其中，所述空气填充系统配属有高压-废气再循环阀和/或低压-废气再循环阀。此外，本专利技术还涉及一种用于执行该方法的计算机程序产品。
技术介绍
对于在具有内燃机的机动车中的车载诊断（OBD）的法律规定要求识别在该空气填充系统的子系统中的与排放有关的故障。因此，加利福尼亚的法规要求在柴油发动机中监控该废气再循环（AGR），在具有增压件、例如具有废气涡轮增压器的汽油发动机和柴油发动机中监控增压压力调节。欧洲的法规要求在柴油发动机中监控该AGR。另外，在加利福尼亚的法规中还要求识别与排放有关的所谓的流量故障以及响应缓慢故障。除此以外，还要求尽可能精确地定位故障原因，以便能够修理或者更换故障组件。高/低流量故障（流量故障）被理解为该AGR不期望的响应，该响应导致废气排放增加到高于预先给定的车载诊断-临界值的值。例如当AGR阀未完全关闭或者敞开地卡住时，称为高流量故障。未完全打开或者在关闭状态下卡住的AGR阀能够导致低流量故障。响应缓慢故障（动态故障）被理解为该废气再循环或者该增压压力对额定值的变化的放慢的响应。相关的故障类型例如是放慢的AGR阀、放慢的排气阀等等。高/低流量故障和动态故障都能够例如在柴油发动机中导致排放增加。当AGR率由于低流量故障或者响应缓慢故障而暂时过低时，能够导致燃烧峰值温度提高并且从而导致氮氧化物排放增加。与此相反，暂时过高的AGR率能够导致燃烧温度降低以及氧气过剩减小，从而导致烟尘颗粒排放增加。暂时过低或者过高的增压压力能够导致对气缸的空气填充的干扰，从而使得燃料喷射的量或者时间点或者所述AGR率不再最佳地适配于实际的空气填充，这能够导致废气排放的增加。流量故障对AGR-系统和排放的影响与响应缓慢故障相似。所述高流量故障与负的响应缓慢故障（该AGR阀的延迟关闭）类似地影响所述AGR-系统和所述排放。所述低流量故障与正的响应缓慢故障（该AGR阀的延迟打开）具有类似的对所述AGR-系统和所述排放的影响。为了诊断该空气填充系统的子系统，存在不同的方法。例如，已知在AGR额定值变化时监控空气填充调节的干预的方法。在此，对该填充调节的强烈干预表明该废气再循环的不被期望的或者缓慢的响应。同样地，已知在假定系统无故障的情况下对所述增压压力建模并且将所建模的值与所测量的增压压力进行比较的方法。当在增压压力的额定值变化的情况下识别出在所建模的值与所测量的值之间的较大差异时，则说明增压压力调节的缓慢响应。在DE102011088296A1中说明了一种用于对内燃机的气体传感器进行动态监控的方法以及一种用于执行该方法的装置，其中，所述气体传感器根据几何形状、测量原理、老化或者污染情况而具有低通特性，其中，在有待测量的气体状态量变化时基于所建模的信号和所测量的信号的比较来执行动态诊断，并且其中，所测量的信号是所述气体传感器的输出信号的实际值并且所建模的信号是模型值。在此设置，用高通滤波器对该气体传感器的输出信号进行滤波，并且在有待测量的气体状态量变化时对更高频的信号份额进行分析。利用这种方法能够对在气体传感器上的动态方面的变化进行证实和量化。如DE102012201033A1所说明的关联的方法能够被用于确定气体传感器的死时间（Totzeit）。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供这样的方法，其能够可靠地并且成本有利地实现对在内燃机的空气填充系统中的废气再循环（AGR）的流量故障和动态故障的识别和区分。本专利技术的任务还在于，提供用于执行该方法的计算机程序产品。本专利技术通过下述方式得到解决：所测量的和所建模的AGR-质量流信号分别被输送给两个带通滤波器，所述带通滤波器具有被适配用于识别流量故障和用于识别动态故障的时间常数；分别确定所获得的被过滤的所测量的和所建模的AGR-质量流信号的能量Emeas、Emod；由被过滤用于流量故障的所测量的AGR-质量流信号的能量Emeas,flow和被过滤用于流量故障的所建模的AGR-质量流信号的能量Emod,flow形成能量商rflow；由被过滤用于动态故障的所测量的AGR-质量流信号的能量Emeas,dyn和被过滤用于动态故障的所建模的AGR-质量流信号的能量Emod,dyn形成能量商rdyn；并且，当所述能量商rflow位于预先给定的流量-故障范围中时识别出流量故障，当所述能量商rdyn位于预先给定的动态-故障范围中时识别出动态故障。在内燃机的空气填充系统中的子系统具有典型的低通特性，所述低通特性除其他外另外取决于所述子系统的结构的几何形状。此外，这样的系统能够由于老化或者外部的影响而改变它们的响应特性。在时域中，减小的极限频率表现在更多的上升时间中，也就是说，在激励不变时所述信号沿更加平坦。因此，如果将具有合适的高通过滤的带通滤波器、例如一阶高通滤波器与该空气填充系统的待监控的子系统串联，那么当该AGR-质量流变化较陡时能够在该带通滤波器的输出信号上识别，通过所述空气填充系统形成的低通滤波器的极限频率是大于还是小于该高通滤波器的极限频率。如果所述子系统由于老化或者外部的影响而反应迟缓，则在所述AGR-质量流变化时还仅仅确定较小的更高频的信号份额或者没有确定更高频的信号份额。如果所述子系统具有较高尺度的动态性，那么这就影响到较大的更高频的信号份额。动态故障、例如响应缓慢故障能能够因此被证实。如令人惊讶地所显示的那样，借助于这种基于频率的方法也能够识别静态的流量故障（静态流量故障）。对此，仅仅应当适配该带通滤波器过滤的时间常数。因此，利用所介绍的方法能够提供统一的、用于在内燃机的废气再循环中的动态故障和静态的流量故障的监控原理。该方法一方面相对于干扰（例如静态振动或者然而也例如相对可能的偏置）具有高的鲁棒性。另一方面该方法的突出之处在于它的低的复杂性并且在于少的应用开销和资源需求、例如计算工作量和存储空间。可靠地识别和区分流量故障和动态故障能够通过下述方式得到实现：所述能量商r通过预先给定的数量的诊断事件被确定并且配属于能量商范围；当能量商r的如此获得的分布的重心位于所述预先给定的流量-故障范围中时推断出流量故障，当能量商的分布的重心位于所述预先给定的动态-故障范围中时推断出动态故障。因此，只有当在许多相继的诊断事件中按照重心识别出了对应的故障时，才识别流量故障或者动态故障。由此，能够避免由于错误的单个测量而造成的错误诊断。此外，还能够通过下述方式实现对流量故障和动态故障的明确区分：所述流量-故障范围位于相对较低的能量商r处，所述动态-故障范围位于相对较高的能量商r处。为了使得相乘的误差不歪曲信号比较，优选执行相应的能量份额的标准化。相加的误差不起作用，因为高通滤波器抑制了信号的相同份额。与本专利技术的一种优选的构型变型方案相对应地，能够设置，为了确定所述能量E，配属的被过滤的AGR-质量流信号被平方、然后被积分，其中，借助于对于信号而言个体化的积分持续时间来执行所述积分，和/或其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 用于识别和区分在内燃机（10）的空气填充系统中的废气再循环（AGR）的流量故障和动态故障的方法，其中，对于AGR‑质量流（48、49）间接地或者直接地进行测量或者建模，其中，分别将与此相关的所测量的和所建模的AGR‑质量流信号（50、60）进行相互比较，并且其中，所述空气填充系统配属有高压‑废气再循环阀（47）和/或低压‑废气再循环阀（43），其特征在于，所测量的和所建模的AGR‑质量流信号（50、60）分别被输送给两个带通滤波器（51.1、51.2、61.1、61.2），所述带通滤波器具有被适配用于识别流量故障和用于识别动态故障的时间常数；分别确定所获得的被过滤的所测量的和所建模的AGR‑质量流信号（52.1、52.2、62.1、62.2）的能量Emeas、Emod（55.1、55.2、65.1、65.2）；由被过滤用于流量故障的所测量的AGR‑质量流信号（52.1）的能量Emeas, flow（55.1）和被过滤用于流量故障的所建模的AGR‑质量流信号（62.1）的能量Emod, flow（65.1）形成能量商rflow（57）；由被过滤用于动态故障的所测量的AGR‑质量流信号（52.2）的能量Emeas, dyn（55.2）和被过滤用于动态故障的所建模的AGR‑质量流信号（62.2）的能量Emod, dyn（65.2）形成能量商rdyn（67）；并且，当所述能量商rflow（57）位于预先给定的流量‑故障范围（72）中时识别出流量故障，当所述能量商rdyn（67）位于预先给定的动态‑故障范围（73）中时识别出动态故障。...

【技术特征摘要】
2017.01.10 DE 102017200290.51.用于识别和区分在内燃机（10）的空气填充系统中的废气再循环（AGR）的流量故障和动态故障的方法，其中，对于AGR-质量流（48、49）间接地或者直接地进行测量或者建模，其中，分别将与此相关的所测量的和所建模的AGR-质量流信号（50、60）进行相互比较，并且其中，所述空气填充系统配属有高压-废气再循环阀（47）和/或低压-废气再循环阀（43），其特征在于，所测量的和所建模的AGR-质量流信号（50、60）分别被输送给两个带通滤波器（51.1、51.2、61.1、61.2），所述带通滤波器具有被适配用于识别流量故障和用于识别动态故障的时间常数；分别确定所获得的被过滤的所测量的和所建模的AGR-质量流信号（52.1、52.2、62.1、62.2）的能量Emeas、Emod（55.1、55.2、65.1、65.2）；由被过滤用于流量故障的所测量的AGR-质量流信号（52.1）的能量Emeas,flow（55.1）和被过滤用于流量故障的所建模的AGR-质量流信号（62.1）的能量Emod,flow（65.1）形成能量商rflow（57）；由被过滤用于动态故障的所测量的AGR-质量流信号（52.2）的能量Emeas,dyn（55.2）和被过滤用于动态故障的所建模的AGR-质量流信号（62.2）的能量Emod,dyn（65.2）形成能量商rdyn（67）；并且，当所述能量商rflow（57）位于预先给定的流量-故障范围（72）中时识别出流量故障，当所述能量商rdyn（67）位于预先给定的动态-故障范围（73）中时识别出动态故障。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量商r（57、67）通过预先给定的数量的诊断事件进行确定并且配属于能量商范围；当能量商r（57、67）的如此获得的分布的重心位于所述预先给定的流量-故障范围（72）中时推断出流量故障，当能量商r（57、67）的分布的重心位于所述预先给定的动态-故障范围（73）中时推断出动态故障。3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述流量-故障范围（72）位于相对较低的能量商r（57、67）处，所述动态-故障范围位于相对较高的能量商r（57、67）处。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，执行相...

【专利技术属性】
技术研发人员：F米勒，M舍费尔，R胡尔贝格，凌书文，S迈克尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE