动态诊断内燃机的新鲜空气系或排气系中的传感器的方法与流程

1.本发明涉及一种用于动态诊断在内燃机的新鲜空气系或排气系(abgastrakt)中的传感器的方法以及一种计算机程序、一种计算机程序产品和相应的车辆。


背景技术：

2.新方法、尤其关于压力脉动的凸轮轴适配(nockenwellen-adaption)需要非常动态的传感器。如果传感器的动态减小，这些新方法丧失其所要求的精度。例如，传感器可由于老化过程或堵塞过程而至少部分地丧失其动态。为此的原因通常也可以是任何缺陷或生产故障。虽然这样的传感器在这些特殊状态中仍测量测量值。所要求的精度和尤其正确性这里维持得如何不能容易地由用户或由相联结的器具了解。尤其常常不注意对于这样的特殊状态的任何最初迹象，从而不再能可靠地且无缺陷地执行与此相联系的方法。
3.已知第一方法，其例如单一地探测信号梯度或者例如检查各个fft频率或阶(ordnung)。带通滤波器的使用在此也发挥作用。在此可被视为不利的是，对于所期望的目的的该方式可被视为过于不精确。就此而言，此外仅考虑一定的频率。
4.因此，迄今已知的用于对其动态特性诊断传感器的方法在系列中(in der serie)使用时未在动态的传感器与带有变差动态的传感器之间提供足够的区分度(trennschaerfe)。
5.接下来由现有技术来更详细介绍一示例。
6.如此，由文件de 10 2013 207 202 a1作为已知可得悉一种用于动态诊断废气传感器的方法。尤其在此介绍了一种用于动态诊断在内燃机的新鲜空气系或排气系中的传感器的方法，内燃机在其运行期间尤其引起在排气系中的废气或输送给内燃机的新鲜空气的至少一个物质参量(stoffgroesse)的周期性的波动。将由在内燃机的可预设的运行范围中的周期性的波动而引起的传感器激励和相应的传感器反应在此与之前对于这些运行范围所探测的和所存储的或所计算的物质参量的激励和/或所存储的或所计算的所属的传感器反应相比较。接下来由该比较来推断传感器的至少一个表征传感器动态的参量。


技术实现要素：

7.本发明现在目的在于提供一种用于动态诊断传感器的方法，其保证鲁棒地且可靠地分析待诊断的传感器的功能性。
8.在本发明的优选的设计方案中设置成，提供一种用于动态诊断在内燃机的新鲜空气系或排气系中的传感器的方法，其包括以下步骤：将用于在车辆的内燃机的新鲜空气系或排气系中测量压力信号的传感器与控制-和运算单元相联结；将不同频率范围的相应至少一个借助于传感器采集的测量值传输到控制-和运算单元处，其中，该方法包括以下另外的步骤：在应用不同频率范围的测量值的情况下来计算特征数(kennzahl)；将所计算的特征数与在控制-和运算单元中用户定义地储存的阈值比较；如果所计算的特征数偏离于阈值，触发至少一个触发信号，从而示出传感器的受影响的传感器动态。
9.以该方法可提供一种用于动态诊断传感器的方法，其保证鲁棒地且可靠地分析待诊断的传感器的功能性。
10.在此，为了分析传感器的动态，在一定的时间范围以毫秒或相应的发动机转数(motordrehung)中来分析在适合的激励下所记录的信号。尤其地，在此例如通过低频率或阶的范围的噪声功率与高频率或阶的范围的噪声功率的比进行分析。
11.换言之，记录不同频率范围的测量值，以便基于这些不同的测量值来形成特征数。本发明在此利用该事实，即在低频率的范围中传感器-功率密度不受传感器的已发生的变差的动态影响，然而在高频率的范围中受影响。因此，基于该认识来形成相应的特征数，其那么可对照用户定义地储存的阈值来比较并且与激励无关。对于传感器的变差的动态的特征(kennzeichen)例如可在于特征数小于该阈值。否则，传感器的动态可被视为对于传感器的与此相联系的测量方法是足够的。因此所测定的特征数考虑传感器的不同测量范围，使得动态的可靠分析是可能的，其此外证实为比在该领域以前的方法更鲁棒。因此可进行在正常的传感器与不正常的传感器之间的良好区分。
12.触发信号例如设计成在车辆中触发另外的动作。还可借助于在特征数与阈限之间可能测定的delta来推断传感器的至少一个运行状态，其中，这些信息那么可在分析的意义中应用。触发信号附加地可包括这些信息并且提供给使用者或车辆或任何扩展的分析外围设备(analyseperipherie)、尤其相联接的分析仪器，从而示出传感器的受影响的传感器动态，其中，提供扩展的分析。
13.在本发明的另外的优选的设计方案中设置成，提供一种计算机程序，其实施根据本发明的方法的所有步骤，其中，该计算程序在车辆的内燃机的控制-和运算单元上运行。之前所提到的优点就此还可转用地适用于所介绍的计算机程序。
14.在本发明的另外的优选的设计方案中设置成，提供一种计算机程序产品，其带有存储在机器可读的载体上的程序代码，用于当在计算机和/或控制器上实施该程序时执行根据本发明的方法。之前所提到的优点就此还可转用地适用于所介绍的带有程序代码的计算机程序产品。
15.在本发明的另外的优选的设计方案中设置成，提供一种车辆，其包括根据本发明的计算机程序和/或根据本发明的计算机程序产品。之前所提到的优点就此还可转用地适用于所介绍的车辆。
16.本发明的另外的优选的设计方案由其余的、在说明书中所提到的特征得出。
17.如此，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，如果所计算的特征数小于阈值，那么尤其触发该至少一个触发信号。如果相应地敏感地来选出阈值，因此可在其动态方面特别精细地划分待分析的传感器。
18.在本发明的另一优选的设计方案中还设置成，相应的测量值在2至300ms或15至280ms或30至240ms的时间区间(zeitintervall)上或者在至少一个f发动机转数或最大十个发动机转数期间来采集。
19.因此，可测定相应足够数量的测量值，从而可特别可靠地执行之前所阐述的鲁棒的分析。
20.此外，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，传感器设计成在10至6000赫兹的范围中采集测量值。因此可在相应相关的频率范围中在上面所阐述的构思的意义中来采
集充分间隔开的各个测量值，以便因此还更好地实现可靠的且鲁棒的分析。
21.此外，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，不同频率范围的测量值相应至少相差5倍(faktor)。因此还可更好地实现之前所提到的优点。
22.在本发明的另一优选的设计方案中还设置成，在计算特征数时将高频率的测量值、尤其在800至6000赫兹的测量区间中的测量值相加并且接下来以低频率的至少一个测量值、尤其在50至300赫兹的测量区间中的测量值来标准化。
23.例如，结合在持续运行中所进行的(einstellend)发动机转数的情况下的压力信号来记录相应的测量值。确定例如对于第20至第140阶(根据发动机设计(motorkonzept))的幅度。相应地将这些幅度相加。此外，例如确定第四阶的幅度，从而可相应于该较低幅度使更高幅度的和标准化。换言之，特征数由此来计算，即更高幅度的和除以较小的幅度。那么接下来将该特征数与所储存的阈值比较。在此，例如可应用转速相关的阈值，使得该方法由于可由使用者调节的阈值而就此而言可特别用户友好地且灵活地应用。如果特征数的值例如小于阈限，传感器不正常并且因此触发至少一个触发信号。
24.此外，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，在计算特征数之前借助于fft方法论将相应的测量值变换到频率空间(frequenzraum)中。因此还可更好地实现之前所提到的优点。
25.此外，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，在计算特征数之前借助于fft方法论、尤其借助于goertzel方法论将相应的测量值变换到频率空间中。
26.因此还可更好地实现之前所提到的优点。
27.在本发明的另一优选的设计方案中还设置成，传感器设计成被应用在凸轮轴适配方法中。所介绍的方法特别适合于该运用。因为对于凸轮轴适配方法的基本前提在于所涉及的传感器的足够可靠的动态，特别有利地就此而言可运用所介绍的方法。
28.此外，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，控制-和运算单元设计成至少部分地实施发动机控制的任务，或者其中，将控制-和运算单元与车辆的发动机控制相联结。
29.因此可将所执行的分析和在此所获得的认知主动应用于发动机控制的过程。换言之，可将关于所识别的有缺陷的传感器的信息直接用于在发动机控制中的修正干预。
30.在本发明的另一优选的设计方案中还设置成，将触发信号应用于在车辆中的另外的计算-和/或控制过程。
31.因此可将所执行的分析和在此所获得的认知主动应用于在车辆中的另外的计算-和/或控制过程。换言之，可将关于所识别的有缺陷的传感器的信息直接用于在车辆中的修正干预。
32.最后，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，将触发信号示出在车辆的至少一个输出装置中、尤其在车辆的至少一个显示屏装置上。以该方式来可靠地通知驾驶员，使得其接下来可引入相应的措施，以便更换或维修所识别的有缺陷的传感器。
33.本发明的之前所阐述的组成部分例如可运用在带有内燃机、尤其汽油发动机(其需要高动态传感器，以便例如应用凸轮轴适配方法)的任何车辆中。
34.只要未在单独情况中另外实施，本发明的不同的在该申请中所提到的实施形式可有利地相互组合。
附图说明
35.接下来在实施例中根据所属附图来阐述本发明。其中：图1示出了用于动态诊断在内燃机的新鲜空气系或排气系中的传感器的方法的方法流程图；图2示出了车辆的示意图，其包括根据本发明的计算机程序和根据本发明的计算机程序产品。
具体实施方式
36.图1示出了用于动态诊断在内燃机的新鲜空气系或排气系中的传感器的方法的方法流程图100。在第一方法步骤110中，将用于在车辆的内燃机的新鲜空气系或排气系中测量压力信号的传感器与控制-和运算单元联结。在第二方法步骤120中，将不同频率范围的相应至少一个借助于传感器采集的测量值传输到控制-和运算单元处。在第三方法步骤130中，在应用不同频率范围的测量值的情况下来计算特征数。在第四方法步骤140中，将所计算的特征数与在控制-和运算单元中用户定义地储存的阈值相比较。在第五方法步骤150中，如果所计算的特征数偏离于阈值，触发至少一个触发信号，从而示出传感器的受影响的传感器动态。
37.代替离散的阶，还可利用如对于fft方法论的运用常见的那样的频率范围。可选地，可在计算时实行标准化步骤。备选地可利用任何获得频谱功率密度的方法。还可利用特征传感器功率密度的其他频谱分量。用于识别不正常的传感器的阈限可具有其他相关性。在燃烧发动机或内燃机中，相关的频率范围根据发动机转速变化。因此，阶被用作基本频率(发动机转速)的多倍。幅度得出为对于必需的要求最合适的频谱分量。
38.所介绍的方法还可被称为传感器动态通过计算噪声功率的诊断。
39.图2示出了车辆的示意图，其包括根据本发明的计算机程序和根据本发明的计算机程序产品。可设想，所示出的车辆包括根据本发明的计算机程序或根据本发明的计算机程序产品。
40.附图标记清单10 车辆12 计算机程序14 计算机程序产品100 方法流程图110 第一方法步骤120 第二方法步骤130 第三方法步骤140 第四方法步骤150 第五方法步骤。