(57)【要約】  本発明は、複数の燃料インジェクタを用いて燃料が高圧蓄圧器から対応する燃焼室内へ噴射される内燃機関における欠陥診断方法に関する。燃料インジェクタを通る燃料の静的流量率を代表する第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）が求められ、内燃機関の作動円滑性を代表する第２の値（Δｎ）が求められ、２つの値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ）のうちの少なくとも１つが、各対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から逸脱している場合に、欠陥（Ｆ）が推測され、各対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）からの、２つの代表値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ）の偏差に基づいて、欠陥（Ｆ）が燃料インジェクタ及び／又は内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる。
2019515187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料インジェクタ（１３０）を用いて燃料が高圧蓄圧器（１２０）から対応する燃焼室（１０５）内へ噴射される内燃機関（１００）における欠陥診断方法であって、
前記燃料インジェクタ（１３０）のうちの１つを通る燃料の静的流量率（Ｑｓｔａｔ）を代表する第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）が求められ、
前記内燃機関（１００）の作動円滑性を代表する第２の値（Δｎ）が求められ、
２つの前記値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ）のうちの少なくとも１つが、各対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から逸脱している場合に、欠陥（Ｆ）が推測され、
前記各対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）からの、前記２つの値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ）の偏差に基づいて、前記欠陥（Ｆ）が前記燃料インジェクタ（１３０）及び／又は前記内燃機関（１００）の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる、
内燃機関（１００）における欠陥診断方法。
【請求項２】
前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネントは、前記内燃機関（１００）の空気供給システム（１５０）及び／又は点火装置を含み、及び／又は、前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの動作段階は、空気燃料混合物の圧縮及び／又は前記内燃機関（１００）内の点火過程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）だけが、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ）から逸脱している場合には、前記欠陥（Ｆ）は、前記燃料インジェクタ（１３０）に関連付けられる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の値（Δｎ）だけが、前記対応する比較値（Δｎ０）から逸脱している場合には、前記欠陥（Ｆ）は、前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は前記少なくとも１つの動作段階に関連付けられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
２つの値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ）が、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から逸脱している場合には、前記欠陥（Ｆ）は前記燃料インジェクタ（１３０）及び前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は前記少なくとも１つの動作段階に関連付けられる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記欠陥（Ｆ）が、前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は前記少なくとも１つの動作段階に関連付けられる場合には、ラムダ閉ループ制御を考慮して、前記欠陥（Ｆ）のさらに詳細な関連付けが行われる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ）のうちの少なくとも１つが、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から、対応する第１の閾値（ΔＲ１，Δｎ１）を超えて逸脱する場合に、前記欠陥（Ｆ）に関する情報が欠陥メモリ内に保存される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記内燃機関（１００）を有する自動車の運転者への警告は、前記値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ０）のうちの少なくとも１つが、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から、前記対応する第１の閾値（ΔＲ１，Δｎ１）よりも大きい対応する第２の閾値（ΔＲ２，Δｎ２）を超えて逸脱する場合に行われる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）からの前記第１の値及び／又は第２の値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ０）の前記偏差の推移が、前記内燃機関（１００）の走行距離にわたって検出されて保存される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）に対応する第１の比較値（Ｒ’ｓｔａｔ）は、前記内燃機関（１００）の全ての又は残余の全ての燃料インジェクタ（１３０）の対応する第１の値（Ｒｓｔａｔ，１，Ｒｓｔａｔ，２，Ｒｓｔａｔ，３）を考慮して、特に平均値として求められる（１００）、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記２つの値（Ｒｓｔａｔ，２，Δｎ０）を求める前に、前記静的流量率（Ｑｓｔａｔ）の偏差及び／又は噴射過程時の開放持続時間の偏差が、それぞれ前記内燃機関（１００）の異なる燃料インジェクタ（１３０）の間で低減され、特に最小化される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の値（Δｎ０）は、前記内燃機関（１００）の回転数変動を含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されている計算ユニット（１８０）。
【請求項１４】
計算ユニット（１８０）上で実行されるときに、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法を前記計算ユニット（１８０）に実施させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムが記憶されている機械可読の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関における欠陥診断方法並びに当該欠陥診断方法を実施するための計算ユニット及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
自動車においては、遵守しなければならない有害物質のエミッションに関して、部分的に非常に厳しい規制値が適用される。現在の、そして特に将来的なエミッション規制値及び排気ガス規制値を遵守するためには、特に噴射時の正確な燃料調量が重要である。
【０００３】
しかしながら、その際に考慮しなければならないことは、調量時に様々な誤差が生じるということである。そのような調量誤差は、一般的には、燃料インジェクタのサンプル依存性のニードル動特性とサンプル依存性の静的流量率とから結果的に生じている。ニードル動特性の影響は、例えばメカトロニクス技術的なアプローチ、例えばいわゆる「コントロールド・バルブ・オペレーション（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｖａｌｖｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ（ＣＶＯ））」によって低減することができる。
【０００４】
ＣＶＯでは、燃料インジェクタの駆動制御時間が、閉ループ制御方式で例えば自動車の耐用年数にわたって適応化される。ここでは、噴射の間、駆動制御信号が検出され、これと並行して、開放時点及び閉鎖時点から、バルブニードルの開放持続時間が求められる。これによって、各インジェクタの実際の開放持続時間が計算され、場合によっては追従して、閉ループ制御される。独国特許出願公開第１０２００９００２５９３号明細書（ＤＥ１０２００９００２５９３Ａ１）には、弁の実際開放持続時間を目標開放持続時間に閉ループ制御するこのような方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９００２５９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
静的流量率において生じ得る誤差は、噴射孔の幾何学的形状とニードルストロークの誤差に起因する。噴射孔の幾何学的形状はしばしば、良好なエミッション値に関して最適化されるが、ただしこれによってカーボン付着により敏感に反応してしまうことがある。これまでのところ、そのような誤差は、概ね包括的にのみ、すなわち内燃機関の全ての燃料インジェクタに対して共通に、例えばラムダ閉ループ制御又は混合物適応化に基づいてのみ、修正可能である。しかしながらその際には、内燃機関の個々の燃料インジェクタが、排気ガス又は作動円滑性に関わっている可能性のある、それらの静的流量率に関する偏差を有しているかどうか（すなわち同じ開放持続時間のもとで放出量に差がないかどうか）を識別することはできない。
【０００７】
まだ事前公開されていない先行文献の独国特許出願第１０２０１５２０５８７７号明細書（ＤＥ１０２０１５２０５８７７）からは、例えば、燃料インジェクタの静的流量率又はそれに対する代表値を求めるための方法が公知である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の開示
本発明によれば、独立請求項に記載された特徴を有する、内燃機関における欠陥診断方法、並びに、その実施のための計算ユニット及びコンピュータプログラムが提案される。有利な実施形態は、従属請求項及び以下の説明に記載されている。
【０００９】
本発明に係る方法は、複数の燃料インジェクタを用いて燃料が高圧蓄圧器から対応する燃焼室内へ噴射される内燃機関の欠陥診断のために使用される。ここでは燃料インジェクタのうちの１つを通る燃料の静的流量率を代表する第１の値と、内燃機関の作動円滑性を代表する第２の値、例えば回転数変動が求められる。これら２つの代表値のうちの少なくとも１つが、各対応する比較値から逸脱している場合に、欠陥が推測され、各対応する比較値からの、２つの代表値の偏差に基づいて、この欠陥が燃料インジェクタ及び／又は内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる。これらの比較値はここで、例えば繰り返し、又は継続的に更新される。この方法を、内燃機関の各燃料インジェクタに対して実施することも有利であり得る。生じ得る、測定誤差に基づいて誤って識別される欠陥を回避するために、例えば、偏差がある程度の閾値を上回る場合にのみ、偏差が偏差であるとみなされることも有利であり得る。
【００１０】
ＣＶＯ及び燃料インジェクタの静的流量率を求めるための、冒頭に記載された方法によって、燃料インジェクタに関連する調量誤差が識別及び低減されるが、提案する方法は、ここでさらに、燃料インジェクタへの欠陥のさらなる関連付けだけではなく、該当する限りは、内燃機関の別のコンポーネント及び／又は内燃機関の動作段階への関連付けも可能にする。内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネントはここで特に、内燃機関の空気供給システム及び／又は点火装置を含み得る。内燃機関の少なくとも１つの動作段階はここで、空気燃料混合物の圧縮及び／又は内燃機関内の点火過程を含み得る。全てのこれらのコンポーネント又は動作段階において、ニードルストローク動特性、噴射孔の幾何学的形状の誤差及び燃料インジェクタのニードルストロークの誤差においても、内燃機関の作動へ作用し得るノイズが発生し得る。本発明は、ここで、燃料インジェクタにおける偏差と、残余のコンポーネント又は動作段階のノイズとが異なって、個々の燃料インジェクタの静的流量率及び内燃機関の作動円滑性に作用する、ということを利用する。このようにして、欠陥のさらなる区別又は関連付けが可能になり、これによって効果的に欠陥を除去することができる。
【００１１】
有利には、第１の値だけが、対応する比較値から逸脱している場合には、欠陥が燃料インジェクタに関連付けられる。このような場合には、欠陥が、燃料インジェクタにのみ帰するべきことが想定される。なぜなら、静的流量率又は静的流量率を代表する値の偏差は、燃料インジェクタの発生し得るノイズ又は汚染物質のみに基づき得るからである。この場合には、燃料インジェクタを格下げされたもの、又は故障しているものと印し、例えば後の工場訪問の際に交換を行うのは有利であり得る。
【００１２】
有利には、第２の値だけが、対応する比較値から逸脱している場合には、欠陥が内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる。このような場合には、欠陥が、燃料インジェクタに帰するべきではないことが想定される。なぜなら、燃料インジェクタのノイズ又は汚染物質は、通常、静的流量率又は静的流量率を代表する値の偏差も、結果として有するからである。このような場合には、指摘又は書き込み等を欠陥メモリ内に保存することが有利であり得る。これによって、対応するコンポーネントの交換若しくは修理、又は、対応する動作段階の調整の検査を、例えば後の工場訪問の際に行う又は示すことができる。
【００１３】
有利には、２つの値が、自身の対応する比較値から逸脱している場合には、欠陥は一方では燃料インジェクタに関連付けられ、他方では内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる。このような場合には、欠陥が、燃料インジェクタにも、別のコンポーネント又は動作段階にも帰するべきことが想定される。なぜなら、燃料インジェクタのノイズ又は汚染物質は、通常、静的流量率又は静的流量率を代表する値の偏差を結果として有しているが、他方では通常、内燃機関の作動円滑性に影響しないからである。この場合には、指摘又は書き込み等を欠陥メモリ内に保存することは有利であり得る。これによって、対応するコンポーネントの交換若しくは修理、又は、対応する動作段階の調整の検査を、例えば後の工場訪問の際に行う又は示すことができる。さらに、例えば全ての燃料インジェクタを予防的にクリーニングすることを予定することが可能である。
【００１４】
有利には、欠陥が、内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる場合には、ラムダ閉ループ制御を考慮して、欠陥のさらに詳細な関連付けが行われる。ラムダ値の評価もしくラムダ値の閉ループ制御を用いて、例えば、所望しているのよりも少ない空気が、又は多い空気が燃焼に供給されているのか、又は例えば点火時点が所望のように保持されているか否かを識別することができる。すなわちこのようにして、極めて容易に、欠陥のさらに詳細な関連付けを行うことが可能になる。
【００１５】
有利には、２つの値のうちの少なくとも１つが、自身の対応する比較値から、対応する第１の閾値を超えて逸脱する場合に、欠陥に関する情報が欠陥メモリ内に保存される。ここでは各第１の閾値として、例えば対応する比較値の１０％を用いることができる。このような逸脱の場合、内燃機関の機能制限は通常はまだ安全上クリチカルではないが、しかし次の工場訪問の際には取り除かれるべきである。その限りでは、情報の保存は、欠陥メモリへの書き込みも含み得る。このようにして、燃料インジェクタ又は別のコンポーネントの交換又は検査に対する容易な指示が可能になる。このような各第１の閾値はここで、それを上回った際にそれぞれ、対応する比較値からのこれらの値のうちの１つの値の偏差が、識別されたとみなされる、（上述した）閾値としても使用可能である。
【００１６】
有利には、この内燃機関を有している自動車の運転者への警告は、２つの値のうちの少なくとも１つが、自身の対応する比較値から、対応する第２の閾値を超えて逸脱する場合に行われる。ここでこの第２の閾値は各第１の閾値よりも大きい。ここでは各第２の閾値として、例えば各比較値の２５％を用いることができる。このような逸脱の場合、機能制限は場合によっては既に安全上クリチカルであり、できるだけ早い工場訪問又は少なくとも負担の少ない走行スタイルが実行されるべきである。その限りでは、警告は、例えば警告ランプ（例えば故障警告灯（ＭＩＬ））の点灯及び／又は自動車内のディスプレイにおける通知を含むことができる。このようにして、安全上クリチカルな状況を容易に回避することができる。
【００１７】
各比較値からの第１及び／又は第２の値の偏差の推移が、内燃機関の走行距離（Laufleistung）にわたって検出されて、保存されることも有利である。この保存を、例えば、実行する制御装置内のメモリにおいて行うことができる。このようにして工場に、データを極めて容易に提供することができる。特にこれによって、例えば不良の燃料インジェクタを所期のように交換することができる。さらに、これらのフィールドデータが保存され、例えば後に評価されてよい。このようにして例えば、燃料インジェクタの汚染物質又はカーボン付着が頻繁に観察される場合に、例えばクリーニング添加剤の添加が必要であることも識別可能である。さらに例えば、クリチカルな使用条件（温度、媒体等）によって生じる一般的な製造問題、燃料インジェクタ構造の特性又は（例えばシリンダヘッドでの）組み込み位置作用を推測し、これに早期に対応することができる。同様のことが、空気供給システムに対して、例えば吸い込んだ空気における汚れ（砂、粉塵等）が原因で生じる目詰まりしている空気フィルタ又は例えば穴のあいた空気ホースに基づく漏出の疑いに関して、当てはまる。
【００１８】
有利には、第１の値に対応する第１の比較値は、内燃機関の全ての又は残余の全ての燃料インジェクタの対応する第１の値を考慮して、特に平均値として求められる。これによって、残余の燃料インジェクタとの、特に効果的な比較が可能になる。特に、このような手法では、各代表値のみが用いられるので、実際の流量率を求める必要はなく、このことは相対比較の場合には、すなわち、場合により、１つの燃料インジェクタにおける流量率が他の燃料インジェクタの流量率から逸脱しているかどうかの決定には十分である。特にこのようにして、場合によって起こり得る系統的測定誤差を無視することができる。ただし、代表値を、対応する流量率に換算するための換算値がわかっている場合には、代表値として直接的に流量率を使用することも考えられる。この場合これらの換算値には、例えば、燃料の種類、特にエタノール含量、燃料温度、及び高圧蓄圧器内の圧力、いわゆるレール圧力に関する十分に正確な情報が含まれる。特に、ここでは、各燃料インジェクタ毎の流量率又は代表値の偏差が、通常は異なっていることを利用することができる。
【００１９】
有利には２つの値を求める前に、静的流量率の偏差及び／又は噴射過程時の開放持続時間の偏差が、それぞれ、内燃機関の異なる燃料インジェクタの間で低減され、特に最小化される。これは例えば、冒頭に記載したＣＶＯの方法及び燃料インジェクタの静的流量率を求めるための方法に即して行われる。このようにして、提案する方法において行われる欠陥の関連付けをより正確に行うことができる。
【００２０】
例えば第１の値は、燃料インジェクタの少なくとも１つの噴射過程において、高圧蓄圧器内で噴射過程に基づいて発生した圧力差と、噴射過程に対して特徴付けられる、対応する持続時間との比を求めることによって、求められる。ここでは、燃料インジェクタによって噴射過程中に放出される燃料量又はその体積が、対応する圧力差に、すなわち高圧蓄圧器内の噴射過程前と後の圧力差に比例するか又は少なくとも十分に比例していることが利用可能である。ここにおいてさらに、噴射過程に対して特徴付けられる持続時間が既知である場合には、この圧力差と、対応する持続時間との比から、比例要因を除いて、燃料インジェクタを通る静的流量率に相当する値を求めることができる。このようにして、流量率を代表する値を極めて容易に得ることができる。
【００２１】
本発明に係る計算ユニット、例えば自動車の制御装置は、特にプログラミング技術によって、本発明に係る方法を実施するように構成されている。
【００２２】
コンピュータプログラムの形態でこの方法を実施することも有利である。なぜなら特に実行する制御装置が、別のタスクにも使用されるためにいずれにせよ設けられているものである場合には、これには非常に僅かなコストしか掛からないからである。コンピュータプログラムの提供のための適切なデータ担体は、特に磁気的、光学的及び電気的記憶手段、例えばハードディスク、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、ＤＶＤ等である。コンピュータネットワーク（インターネット、イントラネット等）を介したプログラムのダンロードも可能である。
【００２３】
本発明のさらなる利点及び実施形態は、明細書及び添付の図面から明らかとなる。
【００２４】
本発明は、図面の実施例に基づいて概略的に示されており、以降では、これらの図面を参照して本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る方法の実施に適した、コモンレールシステムを備えた内燃機関の概略図。
【図２】燃料インジェクタにおける体積流量を時間にわたって示したダイヤグラム。
【図３】噴射過程中の高圧蓄圧器内の圧力推移を示したダイヤグラム。
【図４】有利な実施形態における本発明に係る方法における、回転数変動及び対応する比較値を伴う、内燃機関の回転数推移を示したダイヤグラム。
【図５】有利な実施形態における本発明に係る方法における、静的流量率を代表する第１の値と対応する比較値を示した図。
【図６】有利な実施形態における、本発明に係る方法のフローの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
発明の実施形態
図１には、本発明に係る方法を実施するのに適した内燃機関１００が概略的に示されている。例示的にこの内燃機関１００は、３つの燃焼室乃至対応するシリンダ１０５を含んでいる。各燃焼室１０５には、１つの燃料インジェクタ１３０が関連付けられており、この燃料インジェクタ１３０は、それぞれ高圧蓄圧器１２０、いわゆるレールにも接続されており、それを介して燃料インジェクタ１３０に燃料が供給される。なお本発明に係る方法は、任意の別の気筒数の内燃機関、例えば４気筒、６気筒、８気筒又は１２気筒の内燃機関でも実施可能であることを理解されたい。
【００２７】
さらにこの高圧蓄圧器１２０は、高圧ポンプ１１０を介して燃料タンク１４０からの燃料を蓄える。この高圧ポンプ１１０は内燃機関１００に連結されており、詳細には例えば高圧ポンプが、内燃機関のクランク軸、又は、同様にクランク軸に連結されているカム軸を介して駆動されるように連結されている。さらに空気供給システム１５０が示されており、これを介して空気が個々の燃焼室又はシリンダ１０５に供給される。
【００２８】
各燃焼室１０５への燃料を調量する燃料インジェクタ１３０の駆動制御は、エンジン制御装置１８０として構成された計算ユニットを介して行われる。なお見易くするために、ここではエンジン制御装置１８０から１つの燃料インジェクタ１３０までの接続しか示していないが、各燃料インジェクタ１３０がこのエンジン制御装置に対応して接続されていることを理解されたい。この場合各燃料インジェクタ１３０は、個別に駆動制御可能である。さらにエンジン制御装置１８０は、高圧蓄圧器１２０内の燃料圧力を、圧力センサ１９０を用いて検出するように構成されている。
【００２９】
図２のダイヤグラムでは、燃料インジェクタの長く持続する駆動制御のもとで、燃料インジェクタを通る累積体積流量Ｖが、時間ｔにわたって示されている。時点ｔ０で、駆動制御時間が始まり、時点ｔ１でバルブニードルの持ち上げが始まる。それにより、時点ｔ１では、燃料インジェクタの開放持続時間も始まる。ここで、累積体積流量Ｖ、又は、燃料インジェクタを通って流れる燃料量が、短い持続時間の後、バルブニードルが持ち上げられている間、幅の広い領域にわたって一定して増加していることが見てとれる。この領域では、バルブニードルはいわゆるフルリフト状態にあり、すなわちバルブニードルは、完全に又は目標高さまで持ち上げられている。
【００３０】
この期間の間は、燃料インジェクタの開弁によって、単位時間当たり一定の燃料量が流れており、すなわち累積体積流量Ｖの勾配を示す静的流量率Ｑｓｔａｔは一定である。ここでの静的流量率の大きさは、冒頭で既に述べたように、噴射過程の間に噴射された燃料量全体を決定する重要な要因である。それ故、静的流量率における偏差又は誤差は、噴射過程当たりの噴射燃料量に影響を及ぼす。
【００３１】
時点ｔ２では、駆動制御時間が終了し、閉鎖時間が始まる。ここで、バルブニードルは、降下を開始する。この閉鎖時間及び開放持続時間は、バルブニードルが再び完全にバルブを閉じる、時点ｔ３で終了する。
【００３２】
図３のダイヤグラムでは、噴射過程中の高圧蓄圧器内の圧力推移が、時間ｔにわたって示されている。ここでは、高圧蓄圧器内の圧力ｐが、ポンプ吐出に基づくある程度の変動は別にして、実質的に一定であることが見てとれる。持続時間Δｔだけ続く噴射過程の間、高圧蓄圧器内の圧力ｐは、値Δｐだけ低下する。
【００３３】
それに続いて圧力ｐは、ここでもある程度の変動は別にして、高圧ポンプによる追加吐出によって圧力ｐが再び初期レベルに上昇するまで、低いレベルにとどまる。
【００３４】
この場合、複数の噴射過程におけるこの圧力崩落の検出及び評価は、通常はいずれにせよ設けられているコンポーネント、例えば圧力センサ１９０や対応する入力回路を含めたエンジン制御装置１８０によって行われる。それ故付加的なコンポーネントは不要である。このような評価は、燃焼室１０５毎に個別に行われる。
【００３５】
燃料インジェクタを通る静的流量率Ｑｓｔａｔは、上述したように、噴射された燃料量又は時間当たりのその体積流量によって特徴付けられる。システム圧力まで増圧される高圧蓄圧器内又はレール内では、噴射される体積流量は、レール内の圧力崩落に比例する。この場合、対応する持続時間は、燃料インジェクタの開放持続時間に相当し、これは例えば冒頭で述べたように、いわゆるＣＶＯ（独国特許出願公開第１０２００９００２５９３号明細書（ＤＥ１０２００９００２５９３Ａ１）参照）を用いてメカトロニクス技術的に決定可能である。
【００３６】
圧力崩落又は圧力差Δｐと、開放持続時間又は噴射持続時間Δｔとの間の商形成によって、静的流量率Ｑｓｔａｔに対する代替値又は第１の代表値としての圧力率Ｒｓｔａｔ＝Δｐ／Δｔが得られ、すなわち、測定過程に対して以下の式、
【数１】
2019515187.tif 000003
が成り立つ。この場合、高圧ポンプによる追加吐出は、関連する時間窓内に入れるべきではない。そのため追加吐出は、場合によっては抑制されるべきである。
【００３７】
第１の代表値Ｒｓｔａｔの正確さを高めるために、例えば複数のこのような噴射過程に渡って平均値形成を行うことができる。
【００３８】
第１の代表値に対応する第１の比較値として、例えば、全ての燃料インジェクタの個々の第１の代表値の平均値が使用され、これによって、その第１の代表値に関する燃焼インジェクタの偏差が求められ、この第１の比較値に対して低減又は最小化される。これは、複数の又は全ての燃料インジェクタに対しても実行可能である。
【００３９】
第１の比較値の計算時に、まさに検査されるべき燃料インジェクタ以外の全ての燃料インジェクタを用いることもできる。
【００４０】
図４のダイヤグラムでは、作動円滑性を代表する第２の値としての回転数変動を伴う、内燃機関の回転数推移が表されている。このために、回転数ｎが時間ｔにわたって記入されている。ここでは、回転数変動Δｎ、ここでは平均値ｎ０に対する回転数ｎの最大の偏差が、内燃機関の作動円滑性に対する尺度として用いられる。
【００４１】
対応する第２の比較値として、ここでは例えば、回転数変動Δｎ０が用いられる。ここでは、通常、常にある程度の回転数変動、すなわち平均値からの、最大発生値の偏差が生じており、したがって、これが、ここで規定されているような、平均値ｎ０からの回転数変動の偏差の際に既になくなっていることはない、ということが考慮されるべきである。
【００４２】
しかし、場合によって生じる測定誤差を考慮するために、対応する比較値Δｎ０からの偏差が、ここで示された、対応する第１の閾値Δｎ１よりも大きい場合にだけ、対応する比較値からの第２の代表値の偏差が識別されたとみなされるのは有利である。
【００４３】
しかし、第２の代表値として、内燃機関の特定の数の回転、例えば２回又は３回の回転にわたって平均化された平均的な回転数を使用することも考えられる。このような場合には、対応する第２の比較値として、格段に多い数の回転、例えば２０回又は３０回の回転にわたって求められるべき平均値ｎ０も使用可能である。
【００４４】
第１の閾値Δｎ１、及び、同様に示されており、回転数変動に対応する第２の閾値Δｎ２に関しては、のちにより詳細に説明を行う。
【００４５】
図５のダイヤグラムでは、例示的に、３つの代表値Ｒｓｔａｔ，１、Ｒｓｔａｔ，２及びＲｓｔａｔ，３が、例えば図１に示した燃料インジェクタの場合に、上述した方法にしたがって求められるように示されている。
【００４６】
さらに第１の比較値Ｒ’ｓｔａｔが示されており、これは例えば２つの代表値Ｒｓｔａｔ，１及びＲｓｔａｔ，３から例えば算術的平均値として得られる。したがって、第１の比較値は、検査される燃料インジェクタを除く残余の全ての燃料インジェクタから求められる。しかし、第１の比較値を３つの全ての（又は存在している全ての）燃料インジェクタから、すなわち、検査される燃料インジェクタも含めた全ての燃料インジェクタから求めることも考えられる。
【００４７】
対応する比較値Ｒ’ｓｔａｔからの、第２の代表値、ここではＲｓｔａｔ，２の偏差はここで、例えば、第２の代表値Ｒｓｔａｔ，２が比較値Ｒ’ｓｔａｔから完全に逸脱している場合に、識別されたとみなされる。しかし、特に、場合によって生じる測定誤差を考慮するためにも、偏差がある程度の閾値よりも大きい場合にのみ、偏差が識別されたとみなされるのは有利である。ここではこれは例えば、第２の代表値に対応する第１の閾値ΔＲ１のことである。
【００４８】
第１の閾値ΔＲ１、及び、同様に示されており、第２の代表値に対応する第２の閾値ΔＲ２に関しては、のちにより詳細に説明を行う。
【００４９】
図６には、概略的に、本発明に係る方法のフローが有利な実施形態で示されている。まずは、冒頭で、例えばＣＶＯに関して述べたように、静的流量の偏差及び／又は開放持続時間の偏差が、噴射過程において、それぞれ内燃機関の異なる燃料インジェクタの間で低減され、特に最小化される。
【００５０】
さらに、同様に既に特に図３に関連して述べたように、燃料インジェクタの偏差が、その第１の代表値に関して求められ、第１の比較値に対して低減又は最小化される。
【００５１】
さらにここで、図示されているように、第１の代表値Ｒｓｔａｔ，２が、対応する第１の比較値Ｒ’ｓｔａｔからの偏差に関して検査される。第１の代表値はこのために、第１の代表値の偏差の低減又は最小化の後に、再度求められる。さらに第２の代表値Δｎが、対応する第２の比較値Δｎ０からの偏差に関して検査される。
【００５２】
例えば図４及び５に関して詳細に説明したように、各代表値が例えば各第１の閾値を超えて、各比較値から逸脱している場合に、偏差が識別されたとみなされてよい。
【００５３】
ここで、２つの代表値Ｒｓｔａｔ，２又はΔｎのうちの少なくとも１つが、対応する比較値Ｒ’ｓｔａｔ又はΔｎ０から逸脱している場合には、欠陥Ｆが推測される。
【００５４】
ここで、２つの代表値のうちの１つだけが、対応する比較値から逸脱しているのか、又は２つの代表値が対応する比較値から逸脱しているのかに関連して、欠陥が異なって関連付けられる。
【００５５】
第１の代表値Ｒｓｔａｔ，２だけが対応する比較値Ｒ’ｓｔａｔから逸脱している場合には、欠陥は、ここでは参照符号Ｆ１が付けられている、対応する燃料インジェクタに関連付けられる。
【００５６】
第２の代表値Δｎだけが対応する比較値Δｎ０から逸脱している場合には、欠陥は、ここでは参照符号Ｆ２が付けられている、内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる。
【００５７】
２つの代表値Ｒｓｔａｔ，２及びΔｎが、対応する比較値Ｒ’ｓｔａｔ又はΔｎ０から逸脱している場合には、欠陥は、ここでは参照符号Ｆ３が付けられている、燃料インジェクタ及び内燃機関の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる。
【００５８】
欠陥の関連付けに関する詳細な説明に関しては、繰り返しを避けるために、上述の記述を参照されたい。
【００５９】
１つの代表値（又は状況によっては２つの代表値）が、各第１の閾値を超えて、対応する比較値から逸脱しているが各第２の閾値を下回って、対応する比較値から逸脱している場合には、例えば図５において第１の代表値に対して示されているように、欠陥に関する情報が、例えば欠陥メモリ内に保存される。
【００６０】
例えば、代表値のうちの１つが後の検査において、対応する比較値から各第２の閾値を超えて逸脱すると、例えば運転者へ警告メッセージが送信されてよい。
【図１】
2019515187.tif 000004
【図２】
2019515187.tif 000005
【図３】
2019515187.tif 000006
【図４】
2019515187.tif 000007
【図５】
2019515187.tif 000008
【図６】
2019515187.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月11日(2019.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料インジェクタ（１３０）を用いて燃料が高圧蓄圧器（１２０）から対応する燃焼室（１０５）内へ噴射される内燃機関（１００）における欠陥診断方法であって、
前記燃料インジェクタ（１３０）のうちの１つを通る燃料の静的流量率（Ｑｓｔａｔ）を代表する第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）が求められ、
前記内燃機関（１００）の作動円滑性を代表する第２の値（Δｎ）が求められ、
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び／又は前記第２の値（Δｎ）が、各対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から逸脱している場合に、欠陥（Ｆ）が推測され、
前記各対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）からの、前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び／又は前記第２の値（Δｎ）の偏差に基づいて、前記欠陥（Ｆ）が前記燃料インジェクタ（１３０）及び／又は前記内燃機関（１００）の少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は少なくとも１つの動作段階に関連付けられる、
内燃機関（１００）における欠陥診断方法。
【請求項２】
前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネントは、前記内燃機関（１００）の空気供給システム（１５０）及び／又は点火装置を含み、及び／又は、前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの動作段階は、空気燃料混合物の圧縮及び／又は前記内燃機関（１００）内の点火過程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）だけが、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ）から逸脱している場合には、前記欠陥（Ｆ）は、前記燃料インジェクタ（１３０）に関連付けられる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の値（Δｎ）だけが、前記対応する比較値（Δｎ０）から逸脱している場合には、前記欠陥（Ｆ）は、前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は前記少なくとも１つの動作段階に関連付けられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び前記第２の値（Δｎ）が、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から逸脱している場合には、前記欠陥（Ｆ）は前記燃料インジェクタ（１３０）及び前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は前記少なくとも１つの動作段階に関連付けられる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記欠陥（Ｆ）が、前記内燃機関（１００）の前記少なくとも１つの別のコンポーネント及び／又は前記少なくとも１つの動作段階に関連付けられる場合には、ラムダ閉ループ制御を考慮して、前記欠陥（Ｆ）のさらに詳細な関連付けが行われる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び／又は前記第２の値（Δｎ）が、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から、対応する第１の閾値（ΔＲ１，Δｎ１）を超えて逸脱する場合に、前記欠陥（Ｆ）に関する情報が欠陥メモリ内に保存される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記内燃機関（１００）を有する自動車の運転者への警告は、前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び／又は前記第２の値（Δｎ）が、前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）から、前記対応する第１の閾値（ΔＲ１，Δｎ１）よりも大きい対応する第２の閾値（ΔＲ２，Δｎ２）を超えて逸脱する場合に行われる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記対応する比較値（Ｒ’ｓｔａｔ，Δｎ０）からの前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び／又は前記第２の値（Δｎ）の前記偏差の推移が、前記内燃機関（１００）の走行距離にわたって検出されて保存される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）に対応する第１の比較値（Ｒ’ｓｔａｔ）は、前記内燃機関（１００）の全ての又は残余の全ての燃料インジェクタ（１３０）の対応する第１の値（Ｒｓｔａｔ，１，Ｒｓｔａｔ，２，Ｒｓｔａｔ，３）を考慮して、平均値として求められる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び前記第２の値（Δｎ）を求める前に、前記静的流量率（Ｑｓｔａｔ）の偏差及び／又は噴射過程時の開放持続時間の偏差が、それぞれ前記内燃機関（１００）の異なる燃料インジェクタ（１３０）の間で低減される、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の値（Ｒｓｔａｔ，２）及び前記第２の値（Δｎ）を求める前に、前記静的流量率（Ｑｓｔａｔ）の偏差及び／又は噴射過程時の開放持続時間の偏差が、それぞれ前記内燃機関（１００）の異なる燃料インジェクタ（１３０）の間で最小化される、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の値（Δｎ）は、前記内燃機関（１００）の回転数変動を含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
計算ユニット（１８０）上で実行されるときに、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法を前記計算ユニット（１８０）に実施させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを実行するように構成されている計算ユニット（１８０）。
【請求項１６】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムが記憶されている機械可読の記憶媒体。
【国際調査報告】
2019515187.tif 000010
2019515187.tif 000011
2019515187.tif 000012
2019515187.tif 000013
2019515187.tif 000014
2019515187.tif 000015