空气质量测量装置的可信度检验制造方法及图纸

一种用于运行内燃机(1)的方法，其中，通过空气质量测量装置测量吸入的燃烧用空气(11)的质量流m

Reliability test of air quality measuring device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气质量测量装置的可信度检验
本专利技术涉及一种用于运行内燃机的方法，在该方法中可以识别空气质量测量装置的功能故障，本专利技术还涉及一种为此预先配备的用于内燃机的空气供应系统。
技术介绍
在内燃机的进气通道中使用空气质量测量装置，以便确保燃烧室的最佳填充度，并且因此确保最佳燃烧。汽油发动机输出的功率与吸入的空气质量流成比例。正确地测量空气质量流是对于安全重要相关的。因此，法律规定应监测空气质量测量装置的正确功能。由US5291803A、DE19946874Al以及DE102010044164Al已知，借助比较值对由空气质量测量装置求取的空气质量流进行可信度检验，该比较值由独立于空气质量测量装置的其他传感器获得。如果空气质量流偏离比较值太远，则可以将此评估为存在故障的表现。
技术实现思路
在本专利技术的范畴内已经研发出一种用于运行内燃机的方法。在此通过空气质量测量装置测量吸入的燃烧用空气(Verbrennungsluft)的质量流mA。根据本专利技术，选择基于压力的空气质量测量装置。相对于流过进气管的质量流mS来对mA的值进行可信度检验，该进气管连接在空气质量测量装置与内燃机的至少一个燃烧室之间。在此，在运行状态中求取质量流mS，其中，在运行状态中将废气的质量流mR再循环到进气管中，其中，附加地求取质量流mR。已经认识到，无论布置在空气质量测量装置与进气管之间的节流活门的位态如何，质量流mS在名义上都应等于质量流mA与再循环的废气质量流mR之和。此外已经认识到，流过进气管的质量流mS和废气质量流mR都能够由在内燃机中在标准情况下存在的传感器所提供的参量(至少以对于可信度检验足够的准确性)推导出来。因此，可以省去冗余的传感器。因此，可以以较低开销满足监测空气质量测量装置的正确功能的这一规定。根据现有技术，例如已经借助增压压力传感器测量在通过节流活门卸载压力之前的空气的压力和温度，并且已经通过节流方程对这种卸载压力进行建模。通过测量进气管压力，然后可以求取流过节流活门的质量流作为mA的比较值。与此相反，根据本专利技术的可信度检验具有以下优点：不需要增压压力传感器，因此可以节省成本。特别有利的是与基于压力的空气质量测量装置的组合，所述基于压力的空气质量测量装置例如是PFM(Pressure-basedFlowMeter，基于压力的流量计)型。这种空气质量测量装置测量静态压力作为参考压力，以及测量通过质量流引起的压力差，还测量空气的温度。因此，这涉及开销较高的传感器，这种传感器为此可以同时承担增压压力传感器的功能，因为静态压力相应于增压压力，并且温度相应于增压空气温度。显然，可以将附加存在的增压压力传感器用于对空气质量测量装置进行可信度检验。然而如果仅仅用作这种控制机构，则增压传感器太过昂贵。代替求取再循环的废气质量流mR，原则上可以通过暂时禁用废气再循环来将废气质量流置于零。然而，与根据本专利技术实现的可信度检验相比，即使在主动废气再循环中，这也具有明显的缺点。尤其是在用于商用车的天然气发动机中，无法在发动机的每个工作点都关闭废气再循环，因为废气再循环在那里主要用于降低燃烧室温度或发动机排出口温度，并且对于保护涡轮增压机和其他部件而言是必要的。暂时不需要废气再循环的运行状态在行驶运行中很少出现。为了执行空气质量测量装置的规定的可信度检验，因此可能必需短暂地强制性进入如下运行状态：在该运行状态中，暂时禁用废气再循环。这例如可以意味着：必须减小发动机扭矩，以便避免内燃发动机或排气系过热。一方面，这可能会让驾驶员感到不愉快，因为有时无法获得全部要求的发动机扭矩。另一方面，在禁用废气再循环时，必要时还需要朝更晚的方向调整点火角，这会降低燃烧效率并增加燃料消耗。在本专利技术的一种特别有利的构型中，由燃烧室中的空气质量和内燃机的转速n来求取质量流mS。质量流mS例如可以根据以下公式求取：在此，分数表示在如下近似情况下的燃烧室中的空气质量：将空气视为理想气体。pc、Vc和Tc分别是燃烧室中的空气的压力、体积和温度，Rc是燃烧室中的空气的特定的气体常数，n是发动机转速，F(n)是取决于发动机转速的乘法因子。在燃烧室的进入阀打开的时刻求取pc、Vc和Tc是特别容易的。然后，Vc相应于内燃机的有效工作容积，pc近似相应于进气管中的在标准情况下测量的压力。在标准情况下，在进气管中除压力之外还测量温度。如果燃烧室的进入阀是打开的，则燃烧室中的温度Tc至少近似地由进气管中的温度以及内燃机的同样在标准情况下测量的冷却水温度TK得出。有利地，因此基于燃烧室中的温度Tc求取质量流mS，由进气管中的温度TM结合内燃机的冷却水温度TK来求取所述燃烧室中的温度。废气再循环通常不以恒定的流动阻力进行，而是通过废气再循环阀控制废气再循环，该废气再循环阀要么可以是打开要么可以是关闭的。该废气再循环阀在打开状态下也具有流动阻力，因此该废气再循环用作节流器。能够至少近似地确定再循环废气的质量流mR的最重要参量是：节流器之前和之后的废气的压力和温度。因此有利地，通过废气再循环阀来控制废气的质量流mR，并且考虑使用废气的在流动方向上处于废气再循环阀之前的压力pv和温度Tv来求取质量流mR。例如可以测量废气的压力pv和温度Tv。相应的传感器例如可以存在于在废气后处理的范畴内。然而为了废气后处理的目的，同样存在许多内燃机的特性曲线族或计算模型，这些特性曲线族或计算模型说明废气的压力pv和温度Tv作为内燃机的工作点的函数。因此，有利地，根据内燃机的工作点，从特性曲线族或计算模型中调用废气的压力pv和温度Tv。有利地，通过对于所述质量流mR的求取将废气再循环阀认定为节流器，能够显著地简化废气的质量流mR的求取。因为在标准情况下测量进气管中的再循环废气的在流动方向上处于废气再循环阀之后的压力和温度，并且同时已知废气的在流动方向上处于废气再循环阀之前的压力pv和温度Tv，所以在附加地了解废气再循环阀的开口横截面和排放系数(Ausflusszahl)时，能够直接地计算出mR。废气再循环阀的开口横截面和排放系数作为阀开口的函数所已知，或者例如可以在试验台上对其进行求取。例如可以使用以下节流方程计算mR：其中在此，A是废气再循环阀的开口横截面，μ是废气再循环阀的排放系数。pM是进气管中的在标准情况下测量的压力，ρv是在流动方向上处于废气再循环阀之前的再循环废气的密度。在废气是理想气体的近似情况下，在流动方向上处于废气再循环阀之前的压力pv和温度Tv通过下式相关联：pV·vV＝RV·TV在此，νv是再循环废气的比容，并且Rv是再循环废气的比气体常数。借助νv＝1/ρv得到：现在，为了对mA进行可信度检验，在上面推导的关于进入阀打开情况下通过进气管的质量流ms的公式中，可以通过进气管压力取代压力pc，并且可以通过(空气与再循环废气构成的混合物的)气体常数Rv来取代气体常数Rc。然后，mA应相应于ms与mR之差。如果mA与此值的偏差在量值上超过预给定的极限值，则可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行内燃机(1)的方法，其中，通过空气质量测量装置测量吸入的燃烧用空气(11)的质量流m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170607 DE 102017209559.81.一种用于运行内燃机(1)的方法，其中，通过空气质量测量装置测量吸入的燃烧用空气(11)的质量流mA，其特征在于，选择基于压力的空气质量测量装置(13)，并且相对于流过进气管(15)的质量流mS来对mA的值进行可信度检验(140)，所述进气管连接在所述空气质量测量装置(13)与所述内燃机(1)的至少一个燃烧室(20)之间，其中，在运行状态中求取质量流mS，其中，在所述运行状态中废气(12)的质量流mR再循环到所述进气管(15)中，其中，附加地求取(130)所述质量流mR。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述燃烧室(20)中的空气质量以及所述内燃机的转速n求取(120)所述质量流mS。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于所述燃烧室(20)中的温度TC来求取(120)所述质量流mS，由所述进气管中的温度TM结合所述内燃机(1)的冷却水温度TK来求取(110)所述燃烧室中的温度TC。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过废气再循环阀(25)控制废气的质量流mR，其中，考虑使用所述废气(12)的在流动方向上处于所述废气再循环阀(25)之前的压力pv和温度Tv来求取(130)所述质量流mR。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述内燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·申克，P·博伊尔勒，
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