(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の高圧側にチャージ圧力センサ（１６）を有するチャージ付内燃機関におけるチャージ圧力制御装置において、
上記チャージ圧力センサ（１６）からはチャージ圧力に依存した信号が送出されるように構成されており、
前記チャージ圧力センサ（１６）の機能性が妥当性比較検査によって監視されており、
当該妥当性比較検査のもとでは、上記チャージ圧力センサ（１６）の出力信号が、許容領域内にあるか否かがチェックされ、
前記チャージ圧力センサ（１６）の出力信号は、評価装置（１８）内で妥当性に関して第２のチャージ圧力センサ（１７）から供給されるさらなる信号と比較がなされ
前記第２のチャージ圧力センサ（１７）の出力信号も、妥当性比較検査の枠内で評価装置（１８）内で許容領域内にあるかどうかに関する検査がなされ、
前記妥当性比較検査においてエラーが何も検出されない限りは、前記チャージ圧力センサ（１６、１７）の内のより高いチャージ圧力を表わしている信号が当該チャージ圧力制御に用いられるように構成されていることを特徴とするチャージ圧力制御装置。
【請求項２】
内燃機関の高圧側にチャージ圧力センサ（１６）を有するチャージ付内燃機関におけるチャージ圧力制御装置において、
上記チャージ圧力センサ（１６）からはチャージ圧力に依存した信号が送出されるように構成されており、
前記チャージ圧力センサ（１６）の機能性が妥当性比較検査によって監視されており、
当該妥当性比較検査のもとでは、上記チャージ圧力センサ（１６）の出力信号が、許容領域内にあるか否かがチェックされ、
機関がアイドリング動作状態にあることが識別された場合に、評価装置（１８）内で妥当性に関して、前記チャージ圧力センサ（１６）の出力信号と、大気圧センサ（１９）から供給されたさらなる信号との比較がなされ、
前記大気圧センサ（１９）の出力信号も、妥当性比較検査の枠内で評価装置（１８）内において許容領域内にあるかどうかに関する検査がなされ、
前記妥当性比較検査においてエラーが何も検出されない限りは、チャージ圧力センサの信号が当該チャージ圧力制御に用いられ、
大気圧センサから、チャージ圧力センサより高い圧力値が供給され、チャージ圧力センサの信号との間に大きな差が生じている場合には、チャージ圧力センサの信号を、当該チャージ圧力センサと大気圧センサの圧力の差分だけ高めて用いるようにしたことを特徴とするチャージ圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は請求項１の上位概念のチャージ圧力制御装置を基礎とする。
【０００２】
【従来の技術】
自動車中に内燃機関の制御のため圧力センサを使用しこの圧力センサは内燃機関の吸込管中に配置されていて制御回路に対する信号を送出しこの信号を用いて内燃機関が制御されるようにすることが公知である。
【０００３】
ターボチャージャ付きの内燃機関ではチャージ圧力の測定には特別な重要性がある。酷使される頻度の高い機関は許容チャージ圧力領域を十分に使い尽くし、そのため過渡に高いチャージ圧力がわずかに起こっただけでも機関の損壊を来たすおそれがある。従って、制御に使用される圧力実際値をできるだけ正確に検出し、実際値検出上で生じ得る誤差、殊に、チャージ圧力センサにおけるドリフト現象を確実に識別することが重要である。そのようなエラーが識別された後では、チャージ圧力制御を確実に保証する適切な手段が講じられなければならない。
【０００４】
ターボチャージャ付内燃機関の制御調整のためにその出力信号が用いられる圧力センサの監視用装置は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３２２６８４９号公報から公知である。上記の圧力センサ監視用装置では、当該圧力信号が別の信号（これはスロットルバルブの閉成のもとでスロットルバルブスイッチから送出される）と比較されている。妥当性検査（チェック）においては、当該圧力信号がスロットルバルブの閉成状態のもとで物理的に可能な領域内にあるのかどうかがチェックされる。その領域内にない場合には、圧力センサの誤機能を指示するアラームがトリガされる。この公知装置のケースでは、圧力センサの欠陥は識別できるが、しかしながらその欠陥識別後も引き続き内燃機関の作動を可能にする手段は講じられていない。
【０００５】
【発明の目的】
本発明の目的ないし課題とするところは上記の従来技術の欠点を克服することにある。
【０００６】
【発明の構成】
上記課題は独立請求項に記載の構成要件により解決される。
【０００７】
本発明の独立請求項の特徴事項を成す構成要件により奏される利点は、圧力センサの非常に信頼性の高い監視が行われることと、圧力センサの欠陥検出後も引き続き内燃機関を作動させ続けることがが可能なことである。なぜならば補正された信号若しくは付加的な信号を用いてチャージ圧力制御を行うことができるからである。この場合圧力センサの欠陥は表示されると共に記憶され、それによって次回のメンテナンスサービスの際にその障害が取り除かれる。
【０００８】
本発明の実施例では第２チャージ圧力センサにより第１チャージ圧力センサの監視が行なわれ、障害検出の際、正常に機能するセンサの信号がチャージ圧力制御のために使用される。本発明の別の実施例によれば雰囲気（大気）圧力との妥当性比較チェックが行なわれる（これはいずれにしろ多くのシステムで共に測定されているものである）。本発明の別の構成例では、準定常的作動状態において推定されるチャージ圧力値との妥当性比較チェックが行われる。測定された値と推定値との間の偏差が比較的大きい場合には、誤機能が識別され、場合によっては補正が行なわれる。
【０００９】
【実施例】
次に本発明を図示してあり、以下詳述する。
【００１０】
図１中１０は内燃機関のシリンダ１０ａにおけるピストンを表わす。シリンダ１０ａは管１１を介して公知のように排ガスターボチャージャ１２と接続されている。ターボチャージャ１２には排ガスが直接ピストン１０から供給され、その際チャージ圧力制御機構１３、例えばチャージ圧力制御弁を介して排ガスの一部が、ターボチャージャのところにおけるバイパス１４を経由して直接的に排出部１５中に導入される。よってこの弁を介しては異常に高い圧力の形成されるのが阻止される。チャージ圧力制御調整機構１３は評価装置１８を介して制御される。この評価装置１８は通常制御装置２７の１構成部分である。
【００１１】
正常な制御動作が行われ得るため、管１１内に高圧側にターボチャージャ１２とピストン１０との間に１つ又は複数のチャージ圧力センサ１６，１７が設けられている。上記チャージ圧力センサ１６，１７は線路を介して評価装置１８と接続されており、圧力センサ１６，１７の出力信号が、制御装置２７の評価装置１８内で処理される。
【００１２】
評価装置１８ないし制御装置２７には処理のため別の信号が供給され（これらの別の信号は例えば大気圧センサ１９、回転数センサ２０又はニードルストロークセンサ２１から送出される）、制御装置２７によってはチャージ圧力制御に必要な制御信号がトリガされる。
【００１３】
正常な機能を以てチャージ圧力制御を行なうにはできるだけ正確でかつ信頼性の高い、チャージ圧力実際値検出が必要であるので、チャージ圧力センサの誤機能が識別された場合には、相応の対抗手段を講じるようにしなければならない。従って以下に述べる監視手段が実施される。
【００１４】
２つのチャージ圧力センサが使用される場合、それの出力信号は相互に関連づけられるとよい。それにより当該両センサのうちの１つの誤機能を識別検出し得る。図２には妥当性検査を用いてのその種誤り検出を可能にするフローチャートが示してある。
【００１５】
第１ステップ３０では第１チャージ圧力センサ１６により検出された圧力Ｐ１が読み込まれ、次のステップ３１では信号レンジチェックが実施され、その際には当該圧力値Ｐ１が、最小限可能な圧力値Ｐｍｉｎより大でありかつ最大限可能な圧力値Ｐｍａｘより小であるかどうかがチェックされる。上記圧力Ｐ１が上記条件（要件）を充足しない場合にはステップ３２において第１チャージ圧力センサ１６の欠陥が検出される。上記圧力Ｐ１が当該の可能な限界内にある場合にはステップ３３において、チャージ圧力センサが正常であることが識別される。
【００１６】
ステップ３４では第２チャージ圧力センサにより検出された圧力値Ｐ２が読込まれ、この圧力値は後続のステップ３５において、最小限可能な圧力値Ｐｍｉｎより大でありかつ最大限可能な圧力値Ｐｍａｘより小であるかどうかがチェックされる。この条件が満たされない場合には、ステップ３６において、第２チャージ圧力センサ１７に欠陥のあることが識別される。
【００１７】
第２チャージ圧力センサより送出された圧力値Ｐ２が、ステップ３５にて実施される信号レンジチェックの要件を充足すると、ステップ３７にて、第２チャージ圧力センサが正常に機能していることが識別される。
【００１８】
次のステップ３８では第１チャージ圧力センサから送出された圧力値Ｐ１が、第２チャージ圧力センサより送出された圧力値Ｐ２より大であるか否かがチェックされる。この条件が充足されている場合、ステップ３９では圧力値Ｐ１が有効値であると識別され、制御のために用いられる（Ｐ１＝ＰＲｅｇ）。これに対して圧力値Ｐ２がＰ１より大である場合には、圧力値Ｐ２が制御に用いられる（Ｐ２＝ＰＲｅｇ）。このような手段によって、常により高い方の圧力値が制御に用いられる（但し両チャージ圧力センサ１６，１７が正常に機能することを前提とする）。
【００１９】
これに対してステップ３２又は３６において、第１のチャージ圧力センサ１６又は第２のチャージ圧力センサ１７から有効な領域内にはない信号が供給されていることが判明した場合には、それぞれ他のセンサから供給される値がチャージ圧力制御のために用いられる。このように２つのチャージ圧力センサのうちの一方が正常に機能していないことが識別されると、このことがステップ４１にて指示される。更に２つのチャージ圧力センサから送出された圧力値が相互に著しく偏差している場合には、そのことを識別すると同時に記憶することも可能である。そのような大きな偏差は、欠陥が生じていることを示唆し、同様にステップ４１を介して表示され得る。この場合前記表示は直ちに行うこともできるし、あるいは制御装置に一旦中間記憶したのち、次回のメンテナンス整備の際に識別されるようにしてもよい。
【００２０】
排ガス再循環系を備えたターボ機関の場合では、通常は既に大気圧センサ１９が設けられている。そのような機関の場合では、第１のチャージ圧力センサの信号としてのチャージ圧力センサ１６の出力信号と、既存の大気圧センサ１９の出力信号が妥当性比較チェックされる。従ってこのようなケースでは第２のチャージ圧力センサは不要となる。
【００２１】
そのような機関の場合では、無負荷状態（アイドリング状態）において数秒の待機時間の経過後は、チャージ圧力がほぼ大気圧ＰＡｔｍに相応する値まで低下するので、上記機関が数秒間に亘って無負荷状態（アイドリング状態）で作動しているときには常に、チャージ圧力センサから供給された信号と、大気圧センサ１９から供給された信号の比較が行なわれる。チェックプログラムも基本的には前述の２つのチャージ圧力センサの比較の時と同じように構成でき、図２に示すシーケンスプログラムは単に次のように補足されるだけでよい。即ち、第１ステップ３０の前に３つの付加的ステップが実行されるだけでよい。図３には、それらの３つの付加的ステップが略示してある。ステップ４２では先ず、機関が無負荷状態（アイドリング状態）で作動されているか否かが識別されなければならない。これに対しては例えば、ニードルストロークセンサ２１からの出力信号のチェックがなされてもよい。そのような信号のチェックによれば、機関が無負荷状態（アイドリング状態）で作動されているのかどうかがわかる。ひきつづいてステップ４３では数秒の待機時間が経過するまで待機する。この待機時間の経過後も機関が引き続き無負荷状態（アイドリング状態）で作動されている場合には、大気圧センサ１９より送出された圧力値がステップ４４で受入れられる。この圧力値はほぼ大気圧ＰＡｔｍに相応し得る。
【００２２】
そのように求められた圧力値を用いれば、後は図２のステップ３１の場合と同じような信号レンジチェックが行える。その場合には最小限可能な大気圧と最大限可能な大気圧によって、信号レンジチェックの許容範囲に対する上方の限界と下方の限界が与えられる。つまりここでは第２の信号として、同じ様に信号レンジチェックの実施が可能な、大気圧センサから求められた圧力値が利用されている。
【００２３】
チャージ圧力制御に対し、ステップ３８にて両圧力センサが正常に機能していることが識別された場合には、チャージ圧力センサ１６の信号が使用される（このケースでは比較テストのステップ３８の後で、大気圧センサ１９から供給された信号に等しいかそれより大きい圧力値を有する）。
【００２４】
それに対して、大気圧センサ１９から、より高い圧力値が供給され、チャージ圧力センサによって求められた圧力値は信号レンジチェックで示される限界内にあることが識別されると、チャージ圧力センサ１６の圧力値が、両信号の差分値分だけ高められる。その際次のチャージ圧力センサテストまでは、前記差分値だけ高められた、チャージ圧力センサの値がチャージ圧力制御に用いられる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力センサの非常に信頼性の高い監視が行われ、圧力センサに障害が検出された場合でも内燃機関の引続いての作動が可能であり、圧力センサの欠陥障害が指示されるとそれが記憶され、それによって次回のメンテナンスサービスの際にその障害が速やかに取除かれるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボチャージャは内燃機関の主要部分の概念図である。
【図２】誤り検出を可能にするフローチャートを示す図である。
【図３】図２のフローチャートを補充するフローチャート部分を示す図である。
【図４】可能なテストシーケンスを示すフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１０  ピストン、  １１  管、  １２  ターボチャージャ、  １３  チャージ圧力制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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