(57)【要約】      （修正有）【課題】振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する方法及び装置に関する。【解決手段】−噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し；−記録された信号の時間微分を生成し；−この時間微分された信号の時間的な第２最大値を検出し、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第２最大値を評価し、場合によっては−時間微分された信号の時間的な第１最大値を検出し、開弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第１最大値を評価することが実施される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する方法において、
−噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し；
−記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号の時間的な第２最大値を検出し、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第２最大値を評価し、場合によっては
−時間微分された信号の時間的な第１最大値を検出し、開弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第１最大値を評価するステップを特徴とする方法。
【請求項２】
記録された信号が、噴射の開始を確認するためにプリセットされている第１閾値と比較されること、及び、この閾値を最初に上回る位置が、噴射の開始とみなされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
記録された信号が、絶対値処理されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、この時間微分された信号のグローバル最小値を検出するステップが設けられていること、
−この時間微分された信号の時間的な第１最大値の検出時に、時間的にこのグローバル最小値の前にある時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること、
−この時間微分された信号の時間的な第２最大値の検出時に、時間的にこのグローバル最小値の後にある時間微分された信号のグローバル最大値が検出されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の方法。
【請求項５】
記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、
−プリセットされている第２閾値を設定するステップが設けられていること、
−時間微分された信号の時間的な第１最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にあるこの時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること、
−時間微分された信号の時間的な第２最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にあるこの時間微分された信号のグローバル最大値が検出されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の方法。
【請求項６】
記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、
−時間微分された信号のグローバル最小値を検出するステップが設けられていること、
−プリセットされている第２閾値を設定するステップが、検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定することを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、
−プリセットされている第３閾値を設定するステップが設けられていること、
−プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値が評価されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の方法。
【請求項８】
記録された信号が、時間微分を生成する前に平滑されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
時間微分された信号が、平滑されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
振動曲線に対応する信号が、プリセットされている噴射過程の回数ｎにわたって信号を段階的に正確に加算することによる平均化の下で記録されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
振動過程の回数ｎは、調整可能であり、記録された信号が、この回数ｎによって平均されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する方法において、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程に対応する期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−この時間微分され平滑された信号のグローバル最小値を検出し；
−このグローバル最小値の前にある時間部分された信号のグローバル最大値を検出し、開弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価し；
−時間的にグローバル最小値の後にある平滑され時間微分された信号のグローバル最大値を検出し、閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価するステップを特徴とする方法。
【請求項１３】
振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する方法において、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程に対応する期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−プリセットされている第２閾値を設定すること；
−時間微分された信号の時間的な第１最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にある時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること；
−時間微分された信号の時間的な第２最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にある時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること；
−この場合、時間微分された信号のグローバル最小値を検出するステップが設けられていること、
−この場合、プリセットされている第２閾値を設定するステップが、検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定することを含むステップを特徴とする方法。
【請求項１４】
振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する方法において、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程に対応する期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−この場合、プリセットされている第３閾値を設定するステップが設けられていて；
−この場合、プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値が評価されるステップを特徴とする方法。
【請求項１５】
評価装置（５）内で振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する装置において、
−噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号の時間的な第２最大値を検出し、閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第２最大値を検出し；場合によっては
−時間微分された信号の時間的な第１最大値を検出し、開弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第１最大値を検出する評価装置（５）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
噴射の開始を確認するため、閾値を最初に上回る位置を噴射の開始として評価するため、記録された信号をプリセットされている第１閾値と比較する評価装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
記録された信号を絶対値処理する評価装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
時間微分された信号のグローバル最小値を検出し、時間的にグローバル最小値の前にある時間微分された信号のグローバル最大値を第１最大値として検出し、時間的にグローバル最小値の後にある時間微分された信号のグローバル最大値を第２最大値として検出する装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１５，１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
−プリセットされている第２閾値を設定し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第１最大値として検出し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第２最大値として検出する評価装置（５）が設けられていることを特徴とする請求項１５，１６又は１７に記載の装置。
【請求項２０】
−時間微分された信号のグローバル最小値を検出し；
−プリセットされている第２閾値をこの検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定する評価装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
−プリセットされている第３閾値を設定し；
−プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価する装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１５，１６又は１７に記載の装置。
【請求項２２】
時間微分を生成する前に記録された信号を平滑する評価装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
時間微分された信号を平滑する評価装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
プリセットされている噴射過程の回数ｎにわたって信号を段階的に正確に加算することによって、振動曲線に対応する記録された信号を平均化する評価装置（５）が、設けられていることを特徴とする請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
噴射過程の回数ｎを設定する評価装置が、設けられていて、記録された信号が、この回数ｎによって平均されることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
評価装置（５）内で振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する装置において、
−プリセットされている噴射過程の回数の平均化の下で噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−この記録され平均された信号を平滑し；
−この記録され平滑された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−この平滑され時間微分された信号のグローバル最小値を検出し；
−時間的にグローバル最小値の前にある時間微分された信号のグローバル最大値を検出し、開弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価し；
−時間的にグローバル最小値の後にある時間微分された信号のグローバル最大値を検出し、閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価する装置が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２７】
評価装置（５）内で振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する装置において、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−この記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−プリセットされている第２閾値を設定し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第１最大値として検出し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第２最大値として検出し；
−時間微分された信号のグローバル最小値を検出し；
−この場合、プリセットされている第２閾値を、この検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定する評価装置が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２８】
評価装置（５）内で振動センサ（２）によって記録される振動曲線を評価することによって、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタ（１）の噴射過程を検出する装置において、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−この記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−プリセットされている第３閾値を設定し；
−プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価する評価装置が設けられていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動センサを用いて記録される振動曲線を評価することによって開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルの噴射過程を検出する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動作、特に内燃機関の燃料インジェクタの動作を監視するため、振動センサを用いて記録される振動曲線を評価するために利用することが公知である。これらの燃料インジェクタは、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する。すなわち、内燃機関の燃料インジェクタ内に設けられている噴射ニードルの停止の検出を考慮した、この燃料インジェクタに取り付けられた振動センサを用いてこの噴射ニードルの開口移動又は閉鎖移動の終了時に記録される振動曲線を評価することが、ドイツ連邦共和国特許出願公開第 26 58 253号明細書、米国特許第 3 731 527号明細書及びドイツ連邦共和国特許出願公開第 32 28 955号明細書から公知である。特開昭 60-138247から公知である同様な手段の場合、燃料噴射過程の開始時に割り当てられた振幅ピークが、信号波形分析装置を用いて識別され評価される。米国特許第 6 167 852号明細書では、信号検出回路が比較器を有する。バルブニードルの停止時に発生した振動ピークが、この振動ピークの検出に対してプリセットされている閾値と比較される。特開昭 57-188764号明細書では、内燃機関の燃料インジェクタを監視するため、所定の周波数を有する成分が、検出された振動から抽出され、燃料インジェクタの状態が、この信号の振動波形に基づいて評価される。最後にドイツ連邦共和国実用新案第697 01 500号明細書から、エンジンの動作状況を監視するため、このエンジンの振動をセンサによって検出すること、及び、エンジンの動作に固有の情報を基準値によって除算されたこの振動の強さから導き出すことが公知である。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第 26 58 253号明細書
【特許文献２】米国特許第 3 731 527号明細書
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許出願公開第 32 28 955号明細書
【特許文献４】特開昭60-138247
【特許文献５】米国特許第 6 167 852号明細書
【特許文献６】特開昭 57-188764号明細書
【特許文献７】ドイツ連邦共和国実用新案第697 01 500号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する方法及び装置を提供することにある。この方法及び装置は、僅かな経費で実現することができ、燃料インジェクタの噴射過程及び動作状況に関する確実な情報を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、一方では請求項１の特徴を有する方法によって解決される。
【０００５】
この本発明の方法の好適な実施形及びその他の構成は、請求項２〜１１中に記載されている。
【０００６】
請求項１２〜１４中には、本発明の方法の現在特に好適な実施形が記載されている。
さらにこの課題は、請求項１５の特徴を有する装置によって解決される。
本発明の装置の好適な実施形及びその他の構成は、請求項１６〜２５中に記載されている。
本発明の装置の現在特に好適な実施形は、請求項２６〜２８中に記載されている。
本発明によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する方法が、振動センサを用いて記録される振動曲線を評価することによって提供される。
−振動曲線に対応する信号を、噴射過程を含む期間にわたって記録し；
−記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号の時間的な第２最大値を検出し、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第２最大値を評価し；場合によっては
−この時間微分された信号の時間的な第１最大値を検出し、開弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第１最大値を評価する。
【０００７】
本発明の方法の好適な実施形によれば、記録された信号が、プリセットされている第１閾値と比較されて、噴射の開始を確認すること、及び、閾値を最初に超える位置が、噴射の開始とみなされることが提唱されている。
【０００８】
本発明の方法の好適な実施形によれば、記録された信号が、絶対値処理(Betragbildung) されることが提唱されている。
【０００９】
本発明の方法の別の好適な実施形によれば、記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、
−時間微分された信号のグローバル最小値を検出すること、
時間微分された信号の時間的な第１最大値の検出時に、時間的にこのグローバル最小値の前にあるこの時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること、
この時間微分された信号の時間的な第２最大値の検出時に、時間的にこのグローバル最小値の後にあるこの時間微分された信号のグローバル最大値が検出されるステップが提唱されている。
【００１０】
本発明の方法の別の好適な実施形によれば、記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、
−プリセットされている第２閾値を設定すること、
−時間微分された信号の時間的な第１最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にあるこの時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること、
−時間微分された信号の時間的な第２最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にあるこの時間微分された信号のグローバル最大値が検出されるステップが提唱されている。
【００１１】
この場合、記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、
−時間微分された信号のグローバル最小値を検出するステップが設けられていること、及び、
−プリセットされている第２閾値を設定するステップが、検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定することを含むことが特に提唱され得る。
【００１２】
本発明の方法の別の好適な実施形によれば、記録された信号の時間微分を生成するステップ後に、
−プリセットされている第３閾値が設定されていること、
−プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値が評価されるステップが提唱されている。
【００１３】
本発明の方法の別の好適な実施形によれば、時間微分を生成する前に、記録された信号が平滑されることが提唱されている。
【００１４】
本発明の方法のその他の好適な実施形によれば、時間微分された信号が平滑されることが提唱されている。
【００１５】
最後に、本発明の方法の好適な実施形によれば、振動曲線に対応する信号が、プリセットされている噴射過程の回数ｎにわたって信号を段階的に正確に加算することによる平均化の下で記録されることが提唱されている。
【００１６】
特に、振動過程の回数ｎは調整可能である。記録された信号が、この回数ｎによって平均される。
【００１７】
本発明の現在特に好適な実施形によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する方法が、振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって提供される方法は、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程に対応する期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理(Betragsbildung)し；
−記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−この時間微分され平滑された信号のグローバル最小値を検出し；
−このグローバル最小値の前にある時間部分された信号のグローバル最大値を検出し、開弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価し；
−時間的にグローバル最小値の後にある平滑され時間微分された信号のグローバル最大値を検出し、閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価するステップを特徴とする。
【００１８】
本発明の現在特に好適な実施形によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する方法が、振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって提供される方法は、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程に対応する期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理(Betragsbildung)し；
−記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−プリセットされている第２閾値を設定すること；
−時間微分された信号の時間的な第１最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にある時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること；
−時間微分された信号の時間的な第２最大値の検出時に、時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にある時間微分された信号のグローバル最大値が検出されること；
−この場合、時間微分された信号のグローバル最小値を検出するステップが設けられていること、
−この場合、プリセットされている第２閾値を設定するステップが、検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定することを含むステップを特徴とする。
【００１９】
本発明の現在特に好適な実施形によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する方法が、振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって提供される方法は、
−プリセットされている噴射過程の回数による平均化の下で噴射過程に対応する期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理(Betragsbildung)し；
−記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−この場合、プリセットされている第３閾値を設定するステップが設けられていて；
−この場合、プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値が評価されるステップを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する装置が、この評価装置内で振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって提供される。本発明によれば、
−噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号の時間的な第２最大値を検出し、閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第２最大値を検出し；場合によっては
−時間微分された信号の時間的な第１最大値を検出し、開弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこの第１最大値を検出する評価装置が設けられている。
【００２１】
本発明の装置の好適な実施形によれば、噴射の開始を確認するため、閾値を最初に上回る位置を噴射の開始として評価するため、記録された信号をプリセットされている第１閾値と比較する評価装置が設けられている。
【００２２】
本発明の装置の好適な実施形によれば、記録された信号を絶対値処理する評価装置が設けられていることが提唱されている。
【００２３】
本発明の装置の別の好適な実施形によれば、時間微分された信号のグローバル最小値を検出し、時間的にグローバル最小値の前にある時間微分された信号のグローバル最大値を第１最大値として検出し、時間的にグローバル最小値の後にある時間微分された信号のグローバル最大値を第２最大値として検出する装置が設けられている。
【００２４】
本発明の装置の別の好適な実施形によれば、
−プリセットされている第２閾値を設定し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第１最大値として検出し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第２最大値として検出する評価装置が設けられている。
【００２５】
この場合、
−時間微分された信号のグローバル最小値を検出し；
−プリセットされている第２閾値をこの検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定する評価装置を設けてもよい。
【００２６】
本発明の装置の別の好適な実施形によれば、
−プリセットされている第３閾値を設定し；
−プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価する装置が設けられている。
【００２７】
本発明の装置の別の好適な実施形によれば、時間微分を生成する前に記録された信号を平滑する評価装置が設けられている。
【００２８】
本発明の装置の好適な実施形によれば、時間微分された信号を平滑する評価装置が設けられている。
【００２９】
本発明の装置のさらに好適な実施形によれば、プリセットされている噴射過程の回数ｎにわたって信号を段階的に正確に加算することによって、振動曲線に対応する記録された信号を平均化する評価装置が設けられている。噴射過程の回数ｎを設定する評価装置が特に設けられている。記録された信号が、この回数ｎによって平均される。
【００３０】
本発明の現在特に好適な実施形によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する装置が、この評価装置内で振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって提供される装置は、−プリセットされている噴射過程の回数の平均化の下で噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−この記録され平均された信号を平滑し；
−この記録され平滑された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−この平滑され時間微分された信号のグローバル最小値を検出し；
−時間的にグローバル最小値の前にある時間微分された信号のグローバル最大値を検出し、開弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価し；
−時間的にグローバル最小値の後にある時間微分された信号のグローバル最大値を検出し、閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価する装置が設けられていることを特徴とする。
【００３１】
本発明の別の現在特に好適な実施形によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する装置が、この評価装置内で振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって提供される装置は、
−プリセットされている噴射過程の回数ｎによる平均化の下で噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−この記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−プリセットされている第２閾値を設定し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回る前にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第１最大値として検出し；
−時間的にプリセットされている第２閾値を最初に下回った後にある時間微分された信号のグローバル最大値を時間的な第２最大値として検出し；
−時間微分された信号のグローバル最小値を検出し；
−この場合、プリセットされている第２閾値を、この検出されたグローバル最小値のプリセットされている百分率の値に設定する評価装置が設けられていることを特徴とする。
【００３２】
本発明のもう１つの現在特に好適な実施形によれば、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルを有する内燃機関の燃料インジェクタの噴射過程を検出する装置が、この評価装置内で振動センサによって記録される振動曲線を評価することによって提供される装置は、
−プリセットされている噴射過程の回数ｎによる平均化の下で噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；
−この記録され平均された信号を平滑し；
−この記録された信号の時間微分を生成し；
−この時間微分された信号を平滑し；
−プリセットされている第３閾値を設定し；
−プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値を評価する評価装置が設けられていることを特徴とする。
【００３３】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１中には、燃料インジェクタ１が設けられている。この燃料インジェクタ１は、内燃機関のシリンダブロック３内に設けられている。高圧下に維持されている燃料が、高圧導管４から燃料インジェクタ１に供給される。この燃料は、一般に公知の方法でニードルバルブによって内燃機関の燃焼室内に噴射可能である。ニードルバルブは、開弁位置と閉弁位置との間で移動する噴射ニードルによって開弁され閉弁される。噴射ニードルの開弁及び閉弁は、電気機械式に操作される燃料インジェクタのアンカーロッドによって制御される。
【００３５】
ノックセンサの形態の振動センサ２が、燃料インジェクタ１に設けられている。この振動センサ２は、燃料インジェクタ内の噴射過程及び噴射ニードルの移動を表す振動曲線を記録するために使用される。振動センサ２は、ここで説明する実施の形態では内燃機関のノックセンサとして一般的であるような加速度センサである。しかしながら、振動曲線又は燃料インジェクタで発生する機械的な振動を表す信号曲線を記録し、対応する信号を出力するのに適しているその他の装置を使用してもよい。振動センサ２によって出力された信号は、さらなる処理のために概略的に示されただけの評価回路又は処理回路５に供給される。
【００３６】
図２中に示されたタイムチャートは、上の曲線では燃料インジェクタ１の噴射ニードルを制御するアンカーロッドの移動を示し、中央の曲線では燃料インジェクタの測定される噴射過程を示し、最後に下の曲線では振動センサ２によって測定される振動曲線に対応するセンサ信号を示す。
【００３７】
分かるように、僅かであるものの零からシフトしている信号が、時点Ｔ１に対するアンカーの移動の開始によってセンサ２で測定され得る。アンカーが、時点Ｔ２に対してその上限で停止した直後に、この信号は強度を得る。燃料の流入の原因である部分が、ほぼこの時点からセンサ信号中に加算される。噴射ニードルが、時点Ｔ３に対してその比較的大きい量及び高い速度で、すなわち大きいパルスで上の座で停止する。その結果、センサ信号が、時点Ｔ３に対して強くなる。噴射ニードルは、時点Ｔ４に対して噴射過程の終了時にその下の座で再び停止する。このことは、同様に大きいパルスにつながる。このパルスは、明らかにセンサ信号で表される。この噴射過程は、中央の曲線が示すように座での噴射ニードルの停止によって終了する。
【００３８】
図３は、図２中の下の曲線に類似する処理前の振動センサ２の信号を抜き出して再び示す。振幅が、噴射過程の開始時及び終了時に大きく上昇することが明らかに分かる。これらの振幅は、開弁移動の終了時又は閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する。しかしながら、様々な振動現象が原因で、この信号は、時間方向に「ノイズが重畳している」。
【００３９】
本発明の方法及び本発明の評価装置５では、対応する回数の噴射過程にわたって平均化する目的で、最初に振動曲線が正確な時点で何回も記録されることが、ここで説明する実施の形態にしたがって提唱されている。この回数は、図３中で既に考慮されている。複数の信号を加算することによって、これらの信号の段階で関係のない任意の信号成分又はノイズ成分を平均化(herausgemittelt) しなければならない。その結果、噴射過程ごとに繰り返される信号成分だけが常にほぼ含まれている。
【００４０】
次いで、図３中に示された信号が絶対値処理(Betragsbildung)される。この結果は、図４中に示されている。図３中に示された信号の正の振幅及び横座標に対して鏡像にされた負の振幅を定義にしたがって含む図４中に示された絶対値処理の代わりに、例えば図３中に示された信号の正の信号だけ又は図３の二乗した信号のその他の処理を利用してもよい。
【００４１】
その後、第１平滑が信号にされる。この結果は、図５中に示されている。この絶対値処理後に平滑された信号は、噴射ニードルの開弁移動又は噴射ニードルの閉弁移動の終了時のこの噴射ニードルの停止に対応する振幅ピークを明らかに認識することができる。
【００４２】
次いで、平滑された信号は時間微分される。この結果が、図６中に示されている。
【００４３】
次いで、図６中に示された時間微分された信号のさらなる平滑が、図７中に示された信号波形を供給する。この信号波形は、２つの最大値を有する。これらの最大値は、噴射ニードルの開弁移動又は閉弁移動の終了時のこの噴射ニードルの停止に対応する。これらの最大値は、最初の最大値直後のグローバル最小値によって互いに分離されている。このグローバル最小値は、噴射ニードルの開弁移動の間の瞬間の低下として解釈され得る。この曲線波形は、説明した噴射ニードルの両停止時点に対応する主振幅ピークを確認する自動的な信号処理に対して特に良好に適している。開弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する最大値は、グローバル最小値の前に見つけることができる。その一方で閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止に対応する振幅の最小値は、この最小値の後に見つけることができる。
【００４４】
図８ａ）〜８ｃ）は、現在特に好適な本発明の実施の形態による図１中に示されたような、処理回路５によって燃料インジェクタ１の噴射過程を検出する方法を実施するフローチャートを示す。最初に、変数が、ステップＳ１で初期化される。"Record"は、記録された信号を記憶するためのここでは8000個の走査点を有するアレイを意味する；ｉは、繰返し指標を意味する。ｎは、測定回数を意味する。これらの測定は、平均値を生成するために利用される。
【００４５】
ステップＳ２では、平均値を生成するために利用される測定回数ｎが確定される。
【００４６】
全体でＳ３で示されたプログラムループでは、実際の信号が、予め選択された値ｎに相当する個々の測定回数を加算して記録される。
【００４７】
プリセットされている数、すなわちｉ＝ｎに到達した場合、アレイ"Record"の各記憶装置セルの内容が、プログラムステップＳ４で測定された記録数によって除算されて規格化された値を得る。この結果は、図３中に示されている記録された信号である。
【００４８】
別のプログラムステップＳ５では、記録された平均信号が絶対値処理される。この結果は、図４中に示されている。
【００４９】
通常に行われているここでは詳しく説明しないプリセットされている畳み込み関数によるその後に実行される平滑が、図５中に示された平滑信号を提供する。この平滑は、後続するプログラムステップＳ６で実行される。
【００５０】
次いでプログラムステップＳ７では、図５の平滑信号が時間微分される。この結果は、図６中に示されている。
【００５１】
次いで、この時間微分された信号は再度平滑される、プログラムステップ８。この結果は、図７中に示されている。
【００５２】
プログラムステップＳ９では、探索アルゴリズムが開始する。この探索アルゴリズムは、噴射の開始，開弁過程の終了時の噴射ニードルの停止及びここでは閉弁過程の終了時の噴射ニードルの停止とみなされる噴射の終了を見つける。
【００５３】
まず噴射の開始を確定するため、記録された信号が、閾値と比較される。図２中の時点Ｔ２に一致する閾値を最初に超えた位置が、噴射の開始とみなされる。
【００５４】
次いで、図７中で明白なグローバル最小値が探索される。このことは、後続するプログラムステップに示されている。次いで、ピーク、すなわちこのグローバル最小値の前の最大振幅値が、探索され、図２中の時点Ｔ３に対して示されているように開弁移動の終了時の噴射ニードルの停止と確認される。噴射ニードルの閉弁位置にあるこの噴射ニードルの停止に対応し、噴射の終了に属されている最大振幅値が、上述したグローバル最小値後に最終的に探索される。このことは、図２中に時点Ｔ４に対して示されている。この過程は、時点Ｔ４で完了する。
【００５５】
噴射ニードルの例えばその上の座での停止が、固有に優勢な１つのパルスを発生させないので、図３中に示されているような振動曲線だけから図２中で同一視された時点を算定することは、非常に困難である。噴射ニードルの閉弁も同様に、上の座での噴射ニードルの停止と同様な大きさのパルスを発生させない。しかしながら図７中に示されているような平滑された時間微分を考慮した場合、噴射ニードルの停止が、明らかなピークとして、振幅ピークとして識別することができる。開弁移動の終了時の噴射ニードルの停止、及び噴射の終了に一致する閉弁移動の終了時の噴射ニードルの停止を算定するため、２つの最大ピークが、微分された信号中で探索される。噴射の開始が、時間信号中の特定の閾値を超える時点として算定され得る、図２中の時点Ｔ２参照。
【００５６】
実際には、多数の燃料インジェクタの振動曲線で又は噴射ニードルの開弁時の停止に対応する第１の大きいピークの直後の特定の動作条件での振動曲線で、噴射の終了時のピークよりも大きい第２の大きいピークが発生することが分かる。この場合が回避され得るように、微分された信号のグローバル最小値が、本発明の実施の形態にしたがって算定され、その後に見つけられるピークが、噴射過程の終了時の閉弁時の噴射ニードルの停止として算定される。
【００５７】
時間微分され、明らかに平滑され、場合によってはさらに処理される、図７中に示された信号に類似の振動センサの出力信号を示す図９及び１０に基づいて、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５８】
上述した第１の実施の形態の場合、グローバル最小値の前又は後に、上の座の噴射ニードルの停止を示す第１の最大値及び下の座の噴射ニードルの停止を示す第２の最大値が探索される。ここで説明する第２の実施の形態によれば、これに対してこれらの両最大値が、グローバル最小値の前又は後に探索されるのではなくて、曲線がプリセットされている閾値を横切る時点の前又は後が探索される。この閾値は、グローバル最小値の算定されてプリセットされている百分率の値に一致する。
【００５９】
図９及び１０中では、水平な破線がこの閾値を示す。閾値＝グローバル最小値×係数（％）。第１最大値、ピーク１は、曲線の交点の前にこの閾値によって探索される。第２最大値は、この交点の後に探索される。グローバル最小値が、特定の特異性（取付け誤差又は非常に速い閉弁のようなインジェクタの特定の特徴）に起因して探索された両最大値間に存在しないで、図１０中に示されたように第２最大値の後に存在する場合でも、最大値が、この方法によってさらに正確に見つけられる。閾値の係数が、グローバル最小値の100 ％に設定される場合、第１の実施の形態にしたがう上述した種類の両最大値が得られる。
【００６０】
同様に時間微分され、明らかに平滑され、場合によってはさらに処理される、図７又は９及び１０中に示された信号に類似の振動センサの出力信号を示す図１１に基づいて、最後に本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００６１】
非常に少ない噴射量だけをインジェクタによって出力しなければならない場合、噴射ニードルが、その開弁移動時にこのときに実施される噴射過程の短さに起因してこの噴射ニードルの完全な開弁に対応する上のストッパーに到達しないで、ニードル移動のいわゆる弾道状の段階で引き返す。その結果、特徴付ける最大値が１つしかない（グローバル最大値）。この最大値は、閉弁移動の終了時の下の座にある噴射ニードルの停止時の上述した第２最大値に一致する。開弁移動の終了時の上の座にある噴射ニードルの停止に対応する最大値、上述した第１最大値は、この説明した理由から存在しない。
【００６２】
この場合でも十分な信頼性で正確に識別され得るように、別の閾値、プリセットされている第３の閾値が設定される。この第３の閾値は、曲線の上の領域内に存在する。曲線の全ての値、すなわち全ての最大値が、この閾値の下にある場合、見つけるべきグローバル最大値は、閉弁移動の終了時の下の座にある噴射ニードルの停止に対応する噴射の終了として評価される。開弁移動の終了時の上のストッパーに接する噴射ニードルの停止を示す第１最大値は、一般に閉弁移動の終了を示す第２最大値よりも大きいことが、この理由である。上述した第３閾値が、第２最大値より高くにあるが、第１最大値よりも低くにあるように、この第３閾値が設定される場合、弾道状の段階にまだある噴射移動の引き返しに対応する第１最大値の消失が明らかに識別され得る。反対にこの閾値よりも高くにある値が確認された場合、これらの値が、開弁移動の終了時の上の座にある噴射ニードルの停止に対応する第１最大値に属していることを示す。次いで、例えば最初の両実施の形態に基づいて説明したように、評価が、両最大値を見つける目的で実施される。
【００６３】
評価装置５は、プログラム制御されるマイクロプロセッサによって周知に構成され得るか又は固定式の試験台の場合は既存のコンピュータによって構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】内燃機関の燃料インジェクタの概略図である。振動曲線を記録するノックセンサが、この燃料評価装置が設けられていることを特徴とする。−プリセットされている噴射過程の回数ｎによる平均化の下で噴射過程を含む期間にわたって振動曲線に対応する信号を記録し、この記録された信号を絶対値処理し；−この記録され平均された信号を平滑し；−この記録された信号の時間微分を生成し；−この時間微分された信号を平滑し；−プリセットされている第３閾値よりも小さい値を有する時間微分された信号のグローバル最大値だけの検出時に、閉弁移動時の噴射ニードルの停止に対応する意味のこのグローバル最大値に設けられている。本発明の実施の形態にしたがって評価されるように、この振動曲線は、燃料インジェクタの噴射過程及び燃料インジェクタ内に含まれる噴射ニードルの移動を示す。
【図２】燃料インジェクタの噴射過程の間のアンカーロッドの往復行程，噴射過程及び測定される振動曲線を示す本発明の第１の実施の形態のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態のセンサの記録された振動曲線を示す経時変化図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にしたがう絶対値処理後の図３の記録された信号を示す経時変化図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態にしたがう第１の平滑後の図４中に示されている絶対値処理後の記録された信号を示す経時変化図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態にしたがって時間微分した後の図５の平滑された信号を示す経時変化図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態にしたがう第２の平滑後の図６の時間微分された信号を示す経時時間図である。
【図８ａ】本発明の第１の実施の形態にしたがう振動曲線の処理時の流れを示すフローチャートである。
【図８ｂ】本発明の第１の実施の形態にしたがう振動曲線の処理時の流れを示すフローチャートである。
【図８ｃ】本発明の第１の実施の形態にしたがう振動曲線の処理時の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態にしたがう第２の平滑後の図７に基づく時間微分された信号を示す経時変化図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態にしたがう第２の平滑後の図７に基づく時間微分された信号を示す経時変化図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態にしたがう第２の平滑後の図７に基づく時間微分された信号を示す経時変化図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  燃料噴射装置
２  超音波センサ
３  シリンダブロック
４  高圧導管
５  評価装置
【図１】
2006214441.tif 000003
【図２】
2006214441.tif 000004
【図３】
2006214441.tif 000005
【図４】
2006214441.tif 000006
【図５】
2006214441.tif 000007
【図６】
2006214441.tif 000008
【図７】
2006214441.tif 000009
【図８ａ】
2006214441.tif 000010
【図８ｂ】
2006214441.tif 000011
【図８ｃ】
2006214441.tif 000012
【図９】
2006214441.tif 000013
【図１０】
2006214441.tif 000014
【図１１】
2006214441.tif 000015