確定內燃發動機的二次空氣系統的泵的泵容量的製作方法

2024-04-08 00:33:05 1

本發明總體上涉及內燃發動機（具體地火花點火式發動機）的廢氣的後處理的技術領域，其用於減少破壞環境的排放。更準確地，本發明涉及被稱為二次空氣系統的操作，該系統在內燃發動機的升溫階段以公知方式被啟用以便實現位於內燃發動機的排氣區段中的催化轉化器至其操作溫度的快速加熱，並且具體地導致在升溫階段中減少廢氣成分HC和CO的排放。本發明具體地涉及用於確定二次空氣系統的泵的泵容量的方法和裝置。本發明也涉及用於執行這種方法的裝置以及被構造成執行這種方法的系統和內燃發動機。

背景技術：

藉助於廢氣催化轉化器中的催化後處理能夠以公知方式減少內燃發動機且具體地火花點火式發動機的不期望的汙染物的排放。不過，為了能夠有效地執行催化後處理，廢氣催化轉化器必須已經達到特定操作溫度。廢氣測試已經表明，在對應的內燃發動機的升溫階段中排出了汙染物的大部分。因此，為了減少汙染物的排放，必須確保廢氣催化轉化器儘可能快速地被加熱到其例如500℃的操作溫度。

能夠通過將所謂的二次空氣吹入或饋入內燃發動機的排氣區段內以公知方式實現廢氣催化轉化器的加速加熱。饋入二次空氣的位置在內燃發動機的出口閥下遊、在排氣區段的開始和廢氣催化轉化器之間。

對應的二次空氣系統具有用於泵送二次空氣的電二次空氣泵和被連接在下遊並且具有控制二次氣流的目的的二次空氣閥。僅當二次空氣閥至少部分地打開時，二次空氣才能夠被饋至排氣區段。在本文中，除非另有其它聲明，否則二次空氣泵被簡短地稱為「泵」，並且二次空氣閥被簡短地稱為「閥」。

藉助於二次空氣加熱廢氣催化轉化器是基於二次空氣與內燃發動機的熱廢氣中的未燃燒燃料的強烈的放熱反應。（尚）未在上遊被燃燒且處於廢氣催化轉化器中的燃料的進一步氧化導致廢氣催化轉化器被加速加熱到其操作溫度。以此方式，在內燃發動機的升溫階段中汙染物的排放被減少並且更快速地達到了廢氣催化轉化器的合適的操作溫度（被稱為「起燃」溫度）。

由於法律要求，在操作期間必須監測二次空氣系統以便確定當要求時，泵是否總是能夠生成特定的最小空氣品質流量。因此立法者規定應當相應地監測泵的當前效率水平。

為了估計二次空氣的當前質量流量，能夠使用壓力傳感器，其位於二次空氣系統中並且被設置在泵和閥之間並且測量（當閥被打開時）該區域中二次空氣的壓力。為了監測泵的效率或者泵容量，可能的是以公知方式使用由（a）模型壓力和（b）實際壓力之間的比率或商獲得的參數。

在這種背景中，由數據處理單元（例如發動機控制器）獲取不僅取決於相應二次空氣系統的設計而且也取決於其當前操作條件的模型壓力。實際壓力在此是由壓力傳感器測得的壓力。

模型壓力能夠作為以下參數的函數被獲取:（a）用於（二次）泵的電源電壓，其通常對應於相應機動車輛的當前電池電壓；（b）周圍（空氣）壓力；（c）周圍溫度；（d）由（二次）泵遞送的空氣的質量流量；和（e）內燃發動機的旋轉速度。在實際中，必須測量多個特性要素圖以便考慮到這些參數，並且在二次空氣系統的操作期間必須使用所述要素圖以監測或者診斷泵效率。這需要在監測或診斷上（具體地在二次空氣系統的設立上）的大量支出。

DE 103 44 910 A1公開了一種也使用模型壓力的用於二次空氣系統的診斷方法。模型壓力在此作為以下四個參數的函數被獲取：（a）電源電壓或者電池電壓；（b）周圍（空氣）壓力；（c）周圍溫度；和（d）由（二次）泵遞送的空氣的質量流量。在實踐中也利用多個特性要素圖執行這種方法，這需要大量支出，具體地用於設立關於（二次）泵的效率監測其（二次）泵的二次空氣系統。

技術實現要素：

本發明基於促進監測二次空氣系統的目的。

該目的藉助於獨立權利要求的主題實現。能夠在從屬權利要求、說明書和附圖中發現本發明的有利實施例、進一步的特徵和細節。在此，結合方法描述的特徵和細節當然也可以結合裝置、系統和內燃發動機來應用，並且相應地反之亦然，並且導致關於本發明的公開，總是能夠以交互方式對本發明的各個方面做出參考。

根據本發明的第一方面，描述了用於確定內燃發動機的二次空氣系統的泵的泵容量的方法。所描述的方法包括：（a）藉助於所述二次空氣系統的壓力傳感器測量實際壓力，該壓力傳感器被設置在泵的下遊；（b）基於測得的實際壓力獲取動態壓力，其中所述動態壓力表徵由所述內燃發動機的動態操作引起的測得的實際壓力的那些變化；（c）基於針對所述二次空氣系統的操作的當前存在的外圍條件獲取基礎壓力；（d）基於所獲取的基礎壓力和所獲取的動態壓力計算模型壓力；以及（e）基於算出的模型壓力和測得的實際壓力之間的比率確定泵容量。

所描述的方法基於以下認識，即用於確定泵容量的模型壓力可以已經恰好被校正為實際壓力或者壓力傳感器的測得的壓力信號。在這種背景中，假設被用於計算模型壓力的基礎壓力的（動態）校正需求與實際壓力的校正需求相同或至少成比例。這是由於待校正的波動由系統調整的事實。所述動態壓力被用於這種校正。基於所獲取的基礎壓力和所獲取的動態壓力對模型壓力的計算對應於基礎壓力的校正。藉助於從測得的壓力信號（傳感器信號）提取的動態特性執行這種動態校正。

因此，基於所獲取的基礎壓力和所獲取的動態壓力對模型壓力的計算對應於基礎壓力的（動態）校正。這種校正能夠具體地包括提取壓力信號（傳感器信號）的動態行為。

動態壓力能夠考慮到由於內燃發動機的操作的動態分量導致的測得的實際壓力隨時間的那些變化。在內燃發動機中的穩態操作的情況下，減小了動態壓力。

為了清晰起見，當執行本文所描述的方法時，假設在二次空氣系統操作期間，即將二次空氣吹入內燃發動機的排氣區段期間，在二次空氣系統中發生的所有壓力的變化僅由內燃發動機的操作的動態變化引起。由於所謂的內燃發動機的排氣區段中的廢氣背壓力的改變所導致的這樣的動態變化能夠源自由內燃發動機驅動的車輛的正加速或負加速。壓力的負變化能夠具體地由所謂的超速截斷（overrun cut-off）產生。此外，動態變化能夠例如源自旁通閥（也被稱為廢氣門）的打開或關閉，該旁通閥以公知的方式被用於調節內燃發動機的廢氣流中的渦輪增壓器的充氣壓力。

在本文獻所描述的方法中，以合適的方式調整針對實際壓力的測得的壓力信號。這種調節導致代表從測得的壓力信號提取的動態特性的動態壓力。由於這種狀況，能夠將實際壓力的測得的壓力信號與模型壓力的值直接相比較，並且以此方式能夠容易且有效率地並在高度準確性的情況下確定二次空氣系統的泵當前可用的泵容量。

基礎壓力也能夠以象徵性方式被稱為泵的標稱壓力。基礎壓力事實上的特徵在於，在針對二次空氣系統的操作的當前存在的外圍條件下泵可用的泵容量。

應注意到的是，當本文獻描述測量、確定、獲取或計算壓力時，這當然意味著測量、確定、獲取或計算該壓力的對應值。

術語「下遊」在本文獻中應該被理解為指的是對應介質（在此是二次空氣）的流動的方向。在這種情況下，這意味著流動的二次空氣首先穿過泵且然後流過壓力傳感器或者流過壓力傳感器的空間配準區域。

壓力傳感器優選地被設置在泵和通常被稱為二次空氣閥的閥之間。來自二次空氣系統的壓力傳感器的測得的壓力信號被用於基於所確定的泵容量診斷二次空氣閥。壓力傳感器被安裝在二次空氣系統中二次空氣閥的上遊。

根據本發明的一種示例性實施例，在二次空氣系統的活動操作期間至少執行（i）實際壓力的測量，（ii）動態壓力的獲取和（iii）基礎壓力的獲取。

表述「活動的二次空氣系統」在本背景中應該被理解為指的是二次空氣系統的如下操作狀態，其中，一方面，泵被開啟並且因此遞送二次空氣，並且另一方面，二次空氣閥被打開使得被輸送的二次空氣實際上也能夠流入排氣區段。這具有如下優點：在與二次空氣系統的操作相關的操作條件下發生泵容量的確定。

應該注意到的是，能夠優選地在沒有不必要的延遲的情況下執行整個方法。只要必要的輸入值已經已知，就可以在沒有延遲的情況下執行模型壓力的計算和泵容量的確定。因此所描述的方法甚至能夠在必要時被實時執行。

根據本發明的進一步示例性實施例，二次空氣系統的操作的外圍條件的特徵在於：（i）泵的當前電源電壓；（ii）周圍溫度；和（iii）周圍壓力。

因為在用於二次空氣系統的泵的情況下能夠獲得的泵容量在很大程度上取決於泵的電源電壓，所以必須考慮到這種電壓依賴性以便可靠地確定泵容量。然而，在實踐中，這並不構成具體難點，因為這種泵的製造商使對應的特性曲線可為其消費者所用。

在本文所描述的方法中，藉助於合適的因素考慮從附近環境吸入的空氣的密度的變化，其中所述合適的因素描述該密度對二次空氣系統的附近環境的溫度和壓力的依賴。因為這些因素取決於將附近環境空氣描述為氣體的簡單物理變量，所以這些校正在所描述的方法的執行期間也不構成具體特徵。

根據本發明的進一步示例性實施例，排他地基於電源電壓、周圍溫度和周圍壓力的物理變量執行對外圍條件的表徵。

因此，相比於公知方法，泵的泵容量的確定需要更少的表徵用於二次空氣系統的操作的外圍條件的變量。具體地，在本文所描述的方法中，既不考慮輸送的空氣的質量流量也不考慮內燃發動機的旋轉速度。因此，能夠在顯著地更少的計算支出的情況下執行所描述的方法。此外，由於輸入參數（每個參數均導致了不可避免的程度的（測量）不確定性）的減少的數量，所以增加了泵容量的確定的準確性或者可靠性。

能夠藉助於合適的函數描述表徵外圍條件所必須的依賴性，所述函數例如是合適階數的多項式。不過，也能夠藉助於關於校正因素的對應查找表來考慮相應的依賴性。因為本方法僅包含三個依賴性，因此相比於公知的診斷方法，對應地減少了就用於確定一個/多個查找表的測量設備而言的對應支出。

根據本發明的進一步示例性實施例，測得的實際壓力的時間分布圖（time profile）具有由下包絡曲線和上包絡曲線界定的多個振蕩。此外，基於下包絡曲線獲取動態壓力。

使用下包絡曲線具有如下優點，即不必須考慮並且也未考慮測得的實際壓力中的高頻分量。這樣的高頻振蕩能夠具體地是由於處於操作中的內燃發動機的出口閥的打開和關閉引起的。為了記錄下包絡曲線，能夠使用公知的提取方法。

根據本發明的進一步示例性實施例，動態壓力的獲取包括相繼記錄實際壓力的被採樣的壓力值。此外，通過識別被採樣壓力值的局部最小值來獲取下包絡曲線。這具有如下優點：能夠以特別簡單且仍然可靠的方式獲取動態壓力的下包絡曲線且因此時間分布圖。

應注意的是，必須考慮公知的Nyquist-Shannon採樣定理以便可靠地提取下包絡曲線。因此，必須以對應的高頻率進行採樣。然後，能夠針對多缸內燃發動機的每個汽缸或者每個節段找出被用於確定下包絡曲線的最小壓力值。能夠藉助於公知的包絡曲線提取過程實現下包絡曲線的這種提取。

優選地能夠藉助於等距步長執行被採樣壓力值的順序記錄。在這種背景下，步長長度能夠與時間相關或替代性地與內燃發動機的曲軸的旋轉角度的變化相關。

根據本發明的進一步示例性實施例，模型壓力的計算包括從獲取的基礎壓力和獲取的動態壓力形成和。這具有能夠以特別簡單的方式計算模型壓力的優點。

應該注意的是，計算模型壓力的簡單方法並不以所描述的方法的準確性和/或可靠性為代價。從基礎壓力和所獲取的動態壓力形成和實際上反映了簡單的物理考慮，即事實上，壓力能夠由各部分壓力構成，所述各部分壓力中的每個都能夠引起具體的物理起源。

根據本發明的另一方面，描述了用於確定內燃發動機的二次空氣系統的泵的泵容量的裝置。所描述的裝置包括：（a）記錄單元，其用於從所述二次空氣系統的壓力傳感器接收實際壓力，該壓力傳感器被設置在所述泵的下遊；（b）用於基於測得的實際壓力獲取動態壓力的第一獲取單元，其中所述動態壓力表徵由所述內燃發動機的動態操作引起的測得的實際壓力的那些變化；（c）用於基於針對所述二次空氣系統的操作的當前存在的外圍條件獲取基礎壓力的第二獲取單元；（d）處理器，其用於基於所獲取的基礎壓力和所獲取的動態壓力計算模型壓力並且用於基於計算出的模型壓力和測得的實際壓力之間的比率確定泵容量。

所描述的裝置也基於如下認識，即原則上已知的使用模型壓力確定二次空氣系統的泵的泵容量的情況中，能夠使用已經以與測得的實際壓力相同的方式被校正的校正的模型壓力，原因在於由於動態變化引起的時間順序的波動是系統引發的。

對於被用於計算模型壓力的基礎壓力的對應校正，適當地調整壓力傳感器的壓力信號。測得的壓力信號因此能夠與模型值直接比較。

所描述的裝置具有記錄單元、兩個獲取單元和處理器，在一起能夠執行上述方法的多個功能性單元。所描述的功能性單元不必須被實現成彼此空間地分離。具體地，執行上文描述的方法所必須的全部功能能夠在以合適方式編程的一個發動機控制單元中被實現。

能夠用所描述的裝置特別簡單地執行二次空氣系統的診斷。具體地，省去了在公知診斷過程的情況下必要的且通常非常不準確的校正，以及使用特性要素圖對壓力模型值的過濾，其中僅能夠在對校準做出非常大程度的支出的情況下產生所述要素圖。此外，由（i）計算出的或校正的模型壓力和（ii）測得的實際壓力之間的比率表徵的診斷結果或者確定的泵容量至少很大程度上獨立於內燃發動機的當前負載點。

以此方式，極大地減小了診斷結果的不確定性或變化。

根據本發明的另一方面，描述了用於確定內燃發動機的二次空氣系統的泵的泵容量的系統。所描述的系統包括：（a）用於確定內燃發動機的二次空氣系統的泵的泵容量的上文描述的類型的裝置；以及（b）用於測量所述二次空氣系統中的實際壓力的壓力傳感器，其中所述壓力傳感器被聯接到記錄單元並且被構造成將實際壓力傳遞到所述裝置的所述記錄單元。

根據本發明的另一方面，描述了內燃發動機，其被具體地實現為火花點火式發動機。所描述的內燃發動機包括：（a）具有至少一個燃燒室的發動機機體；（b）用於引導走所述燃燒室中生成的廢氣的排氣區段；（c）用於將二次空氣饋入所述排氣區段的二次空氣系統；以及（d）用於確定二次空氣系統的泵的泵容量的上文所描述的類型的系統。

所描述的內燃發動機基於如下認識，即用於確定所述二次空氣系統的泵的泵容量的上文描述的系統能夠被用於容易且有效地且以高度的準確性確定泵容量。因此，能夠在任意時刻檢查二次空氣系統的功能能力。

應該注意到，已經參考不同創造性主題描述了本發明的實施例。具體地，用裝置權利要求描述了本發明的許多實施例，並且用方法權利要求描述了本發明的其它實施例。不過，當本領域技術人員閱讀本申請時，所述人員將立即明確，除非另有其它明確的陳述，否則除了與一種類型的創造性主題相關聯的特徵的組合之外，與不同類型的創造性主題相關聯的特徵的任意期望的組合都是可能的。

在當前優選的實施例的以下示例性描述中能夠找到本發明的進一步的優點和特徵。本文獻的附圖中的各個圖應該僅被視為是示意性的並且不是真實成比例的。

附圖說明

圖1示出了具有二次空氣系統和發動機控制單元的內燃發動機，所述發動機控制單元被構造成執行或控制用於確定二次空氣系統的泵的泵容量的方法；

圖2示出圖1所示的發動機控制單元的框圖；

圖3藉助於圖表示出在內燃發動機的穩定操作狀態期間利用圖1所示的壓力傳感器記錄的差壓的時間分布圖；

圖4藉助於圖表示出在內燃發動機的動態變化操作狀態期間利用圖1所示的壓力傳感器記錄的差壓的時間分布圖；

圖5示出圖示用於確定圖1所示的泵的泵容量的方法的示例性實施例的框圖；以及

圖6藉助於圖表示出差壓的下包絡曲線的時間分布圖，該壓力能夠在四缸發動機的操作周期的第三節段期間由圖5所示的包絡曲線提取器獲取。

具體實施方式

應該注意的是，與根據實施例的對應特徵或部件相同或至少功能上等同的不同實施例的特徵或部件設有相同的附圖標記或者設有僅其首位數字與（功能）對應的特徵或（功能）對應的部件的附圖標記不同的附圖標記。為了避免不必要的重複，已經藉助於先前描述的實施例解釋的特徵或部件在後文中將不再詳細解釋。

此外，應該注意的是，下文描述的實施例僅構成本發明的可能實施例變型的有限選擇。具體地，可能以合適的方式將各個實施例的特徵彼此組合，並且因此本領域技術人員會將在此明確說明的實施例變型視為明顯地公開了多個各種實施例。

圖1示出根據本發明的示例性實施例的內燃發動機100，其具有二次空氣系統130和發動機控制單元150。通過控制發動機控制單元150，能夠執行用於確定二次空氣系統130的泵132的泵容量的下文描述的方法。

在描述根據本發明的用於確定泵132的泵容量的方法的示例性實施例（也可能將所述方法視為針對整個二次空氣系統130的診斷方法）之前，圖1解釋了內燃發動機100的許多主題特徵。

如從圖1顯而易見到的，內燃發動機100具有其中形成有多個燃燒室112的發動機機體110。根據在此示出的示例性實施例，內燃發動機100是四缸發動機，其具有四個燃燒室112。在輸出側上，四個燃燒室112經由出口閥（未示出）連接到內燃發動機100的排氣區段120。催化轉化器124和兩個Lambda探頭122和126以公知方式設置在排氣區段120中。

此外，內燃發動機100具有二次空氣系統130，其以公知方式具有二次空氣泵132、二次空氣壓力傳感器134和二次空氣閥136。這些部件在下文中也被簡短地稱為泵132、壓力傳感器134或者閥136。如從圖1中顯而易見到的，這種壓力傳感器134被安裝在二次空氣閥136上遊的排氣區段120中。如果二次空氣系統130處於活動狀態，即在泵132被開啟且閥136被打開的情況下，二次空氣經由二次空氣出口噴嘴138被引入或吹入排氣區段120內。這種二次空氣以公知方式作用以使得在內燃發動機100的升溫階段期間有過量氧可用，該過量氧被用於燃燒在排氣區段120中尚未燃燒的燃料並且因此將催化轉化器124儘快地加熱到其操作溫度。

發動機控制單元150經由測量線（以虛線示出）連接到壓力傳感器134和兩個Lambda探頭122和126。發動機控制單元150經由連續的控制線被連接到泵132和閥136。

圖2示出圖1所示的發動機控制單元150的框圖。發動機控制單元150具有：（a）記錄單元252，其用於從二次空氣系統130的壓力傳感器134接收實際壓力；（b）用於基於測得的實際壓力獲取動態壓力的第一獲取單元254，其中所述動態壓力表徵由所述內燃發動機100的動態操作引起的測得的實際壓力的那些變化；（c）用於基於針對所述二次空氣系統130的操作的當前存在的外圍條件獲取基礎壓力的第二獲取單元256；以及（d）處理器258。所述處理器被構造和使用成，在一方面，基於所獲取的基礎壓力和所獲取的動態壓力計算模型壓力，並且在另一方面，基於計算出的模型壓力和測得的實際壓力之間的比率確定泵132的泵容量。

二次空氣壓力傳感器134的傳感器信號被用於執行本文所描述的診斷方法。在二次空氣系統130的活動操作期間執行診斷方法。這意味著泵132被開啟並且閥136被打開。

根據在此示出的示例性實施例，在二次空氣系統130的操作期間等距地採樣該傳感器信號。在這樣的背景下，「等距」能夠指的是時間或者曲軸角度中的任一者。

作為本文所描述的診斷方法的基礎的中心構思是計算二次空氣系統130中的壓力的模型值或模型壓力Pm，該模型值不包含廢氣背壓的模型。該廢氣背壓是在二次空氣出口噴嘴138的位置處存在的且由流動通過排氣區段120的廢氣所引起的壓力。

在這種背景中容易看到，由壓力傳感器134測得的壓力源自於：（a）由泵132供應的二次空氣的質量流量；和（b）排氣區段120中的廢氣的背壓。根據典型的泵特性，泵132的質量流量主要依賴於泵132的操作電壓。該操作電壓通常是由內燃發動機100驅動的機動車輛（未示出）的電池電壓VB。

此外，在本文所描述的診斷方法中，通過取決於周圍溫度TAM和周圍壓力AMP的因素考慮由泵132吸入的空氣的密度的變化。由泵132專用的基礎壓力Pb隨電池電壓VB、周圍溫度TAM和周圍壓力AMP而變：

Pb = f(VB, TAM,AMP) (1)

利用壓力傳感器134獲取二次空氣系統130中的該基礎壓力Pb。出於此目的，將基於測得的壓力信號以合適的方式評估基礎壓力Pb。下文解釋這種評估的一種優選可能性。

此外，在本文所描述的診斷方法中，假設在二次空氣系統130的操作期間發生的所有壓力變化排他地由控制內燃發動機100的駕駛員的駕駛行為的變化引起。這些變化具體地能夠源自於車輛的正加速或負加速以及渦輪增壓器旁通閥（被稱為廢氣門）的啟用（打開或關閉）。不過，應該注意到的是，該列舉並非決定性的，並且駕駛行為的其它類型的變化也能夠導致由壓力傳感器134測得的壓力的變化。

在本文所描述的診斷方法中，通過分析基礎壓力Pb確定系統地發生的壓力波動。此外，為了計算模型壓力Pm，考慮這些確定的系統引發的壓力波動並且對應地校正基礎壓力Pb。在這種背景下，什麼作用引起相應的壓力波動將是無關的，原因在於排除了在二次空氣系統的操作期間誤差的發生。

詳細地，本文所描述的診斷方法基於總壓力是部分壓力的和的認識。因此，總壓力Poverall或由壓力傳感器134記錄的實際壓力Pact由（a）周圍壓力Patm，（b）由泵提供的基礎壓力Pb，和（c）排氣區段120中存在的廢氣背壓Pexh的和構成。以下等式（2）中描述了這種關係：

Poverall=Pact=Patm+Pb+Pexh (2)

為了簡化進一步的計算，下文用差壓Pdif執行操作，為此應用下述等式：

Pdif=Pact–Patm=Pb+Pexh (3)

圖3在圖表中示出這種差壓Pdif的時間分布圖。兩個下部曲線示出泵132的致動和閥136的致動。如果信號Sap採取值1，則泵132被操作或者泵132被開啟。以對應方式，如果信號Sav採取值1，則閥136被打開。如果信號Sap或信號Sav均採取值0，則泵132被配置或者閥被關閉。

在圖3中的圖表的上部中，差壓Pdif在其中二次空氣系統活動的時間窗口中被示出。差壓Pdif具有高頻振蕩，其可歸因於出口閥的周期性打開和關閉，藉助於此，由燃燒過程產生的廢氣從相應的燃燒室被引入排氣區段120內。所示振蕩在下包絡曲線和上包絡曲線之間延伸。根據在此示出的示例性實施例，其中示出了內燃發動機的穩態或非動態操作，在二次空氣系統的活動開始時，下包絡曲線和上包絡曲線二者均採取特定值。之後，兩個值均上升到相對高的平臺值。這種上升代表了二次空氣系統130中壓力的累積。根據用等式（3）執行的標準化，下包絡曲線表徵由泵132提供的基礎壓力Pb。上包絡曲線代表差壓Pdif的時間分布。上包絡曲線和下包絡曲線之間的差異對應於廢氣背壓Pexh。

圖4示出其中圖示內燃發動機或二次空氣系統130的動態變化的操作狀態期間差壓Pdif的時間分布圖的圖表。在非穩態的情況下，必須考慮到動態變化的廢氣背壓Pexh對基礎壓力Pb的影響。基礎壓力Pb事實上能夠由升高的廢氣背壓Pexh（動態加速行駛，圖4中的區域「I」）升高或者由減小的廢氣背壓減小（超速截斷，圖4中的區域「II」）。

因為先前模型壓力Pm未考慮到這樣的動態，所以基礎壓力Pb必須仍然被對應地校正以便確定合適的模型壓力Pm。根據在此示出的示例性實施例，這藉助於等式（4）來完成：

Pm=Pb+Pdyn (4)

在此，Pdyn是對應的動態校正，其提取自測得的實際壓力Pact的動態特性或動態地變化的壓力分量Pdyn。

根據在此示出的示例性實施例，動態地變化的壓力分量Pdyn是來自圖4中的圖表的下包絡曲線。

圖5示出圖示用於確定泵132的泵容量的方法的示例性實施例的框圖。

如從圖5顯而易見到的，首先基於電池電壓VB、周圍溫度TAM和周圍壓力AMP的輸入變量藉助於第一算法S1獲取基礎壓力Pb。為了這種獲取，使用通常由泵132的製造商使其可用的特性曲線。因此已知基礎壓力Pb的系統。

在加法器單元562中，動態幹擾被添加到該基礎壓力Pb，所述幹擾由字母「d」指代並且是未知的。這種幹擾「d」通常源自於對廢氣背壓Pexh的未知的瞬時影響或動態地變化的影響。

算法或者框S2代表差壓Pdif da的系統，根據上文的等式（3），其代表測得的實際壓力Pact和周圍壓力Patm之間的差。

測得的實際壓力Pact也被饋送至提取器E，其從高度振蕩的差壓提取下包絡曲線Pse（見圖4）。然後下包絡曲線Pse的時間分布與已知的基礎壓力Pb一起被饋送至框F，其獲取動態壓力Pdyn的時間分布。之後藉助於另一加法器單元564將動態壓力Pdyn添加到已知的基礎壓力Pb。於是這導致模型壓力Pm的期望時間分布。

為清楚起見，來自圖5的框圖也能夠被描述如下：

（1）基礎壓力S1的系統是已知的並且能夠被建模，例如，作為一階系統或者藉助於帶有周圍溫度TAM溫度以及壓力或海拔校正AMP的特性曲線。

（2）總壓力S2的系統是未知的。僅能夠觀測或測量S1的輸出（差壓Pdif）。這從測得的實際壓力Pact獲得。

（3）用包絡曲線提取器E提取差壓Pdif的下包絡曲線。能夠通過記錄和評估高度振蕩的差壓Pdif的局部最小值容易地執行這種提取（見圖4）。對於可靠的包絡曲線提取，對於實際壓力Pact的採樣的最小頻率，必須滿足公知的Nyquist-Shanon定理。識別出的局部最小值的全部代表下包絡曲線Pse。在包絡曲線提取器E中，對應的最小被採樣實際壓力值被局域化（localized）並且形成針對該包絡曲線的信號。

（4）框F的目標是確定實際壓力Pact的測得信號的動態特性或根據等式（3）指定的差壓Pdif的動態特性。

能夠根據以下等式（5）在框F中計算動態壓力Pdyn：

在針對各個採樣i的動態特性或動態壓力Pdyn的這種確定之後，基於以下等式（6）計算尋求的模型壓力Pm：

Pm(i) Pb(i)+Pdyn(i) (6)

以此方式計算的模型壓力Pm和測得的實際壓力Pact之間的比率表徵了泵132的尋求的泵容量。這被用於診斷二次空氣系統130。

圖6示出差壓的信號的下包絡曲線Pse的時間分布圖，已經根據本發明的示例性實施例從圖5中的包絡曲線提取器獲取該差壓。

以附圖標記670為特徵的平臺狀方波曲線在每種情況中均示出內燃發動機的操作周期的活動節段，其中該操作周期以公知方式被劃分成各種節段。根據在此示出的示例性實施例，關注的是帶有四個汽缸的內燃發動機，其操作周期被分成節段0、1、2和3。在圖6中，下包絡曲線Pse（其根據四缸內燃發動機的操作周期的分段具有四度周期性（4-fold periodicity））具體地針對第三節段被呈現。顯而易見的是，差壓Pdif的（下包絡曲線Pse）首先急劇上升。這種急劇上升源自被指定於第三汽缸的至少一個出口閥的打開。在已經到達代表差壓Pdif的絕對最大值的峰值之後，所述值陡降。這種下降能夠由排氣區段120中的廢氣的流走來解釋。壓力最小值位於可歸因於未知幹擾的兩個後續局部最大值之間。

應該注意的是，在圖6所示的圖表中，相應內燃發動機的曲軸的角度也能夠代替時間被繪製在橫坐標上。在這種情況下，獲得類似的分布曲線圖。

附圖標記列表

100內燃發動機

110發動機機體

112燃燒室

120排氣區段

122 Lambda探頭

124催化轉化器

126 Lambda探頭

130二次空氣系統

132二次空氣泵/泵

134壓力傳感器

136二次空氣閥/閥

138二次空氣出口噴嘴

150發動機控制單元

252記錄單元

254第一獲取單元

256第二獲取單元

258處理器

562加法器單元

564加法器單元

S1基礎壓力Pb的系統（已知）

d幹擾（未知）

S2差壓Pdif的系統（未知）

E下包絡曲線的提取器

F動態壓力Pdyn的系統

670 操作周期的分段