(57)【要約】ラムダコントロール部（８）を有する内燃機関（３）の場合、評価信号が、ラムダコントロール部（８）の調整信号に依存して発生させられ、かつ限界値の超過に関して監視されることによって、内燃機関（３）の吸入路（１）内でのリークを確認することができる。吸入路（１）内でリークが生じた場合、内燃機関（３）は、空気量測定器（２）によって検出されていない付加的な空気量を受け取る。付加的な空気量は、ラムダコントロール部（８）により、調整信号を増大させることによって相殺され、従って、同様に、増大させられた評価信号は、吸入路（１）内でのリークを確認するために考慮することができる。特に、この方法で、内燃機関（３）のクランクケースエアブリーダ（５）が未だきちんと吸入路（１）と接続されているかを確認することができる。
2005504230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（３）の吸入路（１）内でのリークを確認するための方法であって、供給される燃料量が、吸入路（１）を空気量測定部（２）において貫流する空気量とラムダコントロール部（８）の調整信号に依存して設定され、このラムダコントロール部が、燃焼の後の内燃機関（３）の排気ガスの酸素含有量を測定し、排気ガスの酸素含有量が一定の値をとるように調整信号に影響を与え、そして評価信号が限界値を上回ることもしくは下回ることに関して監視され、その際、評価信号が、ラムダコントロール部（８）の調整信号に依存して発生させられる方法。
【請求項２】
流入する空気量と供給される燃料量の関係が、空気量と燃料量との間の一定の理論比であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
吸入路（１）内でのリークの確認が、内燃機関（３）のアイドリングの間に実施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】
評価信号が、少なくとも１つの修正値とラムダコントローラ（８）の調整信号の乗算によって発生させられ、この修正値が、少なくとも１つの適応値に依存して発生させられ、この適応値が、ラムダコントロール部（８）によって一定の内燃機関（３）の運転段階で発生させられ、かつラムダコントロール部（８）の調整信号に影響を与えるために使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの修正値が、少なくとも１つの適応値の変化に依存して発生させられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
調整信号を設定する際に乗算的に作用する乗算の適応値が発生させられることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
調整信号を設定する際に加算的に作用する加算の適応値が発生させられることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
【請求項８】
評価信号が、高さ修正値とのラムダコントローラ（８）の調整信号の乗算によって発生させられ、この高さ修正値が、内燃機関（３）が存在する高さに依存して発生させられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
評価信号が、温度修正値とのラムダコントローラ（８）の調整値の乗算によって発生させられ、この温度修正値が、内燃機関（３）の温度に依存して発生させられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
測定窓の継続時間の間に、評価信号が限界値を上回る第１の継続時間が測定され、そして調整信号が限界値を下回る第２の継続時間が確認され、第１と第２の継続時間の間の差が、基準値を得るための測定窓の経過する継続時間に関連付けられ、そして吸入路（１）内でのリークを確認するために、基準値がエラー限度と比較されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
測定窓の全継続時間が８秒継続し、リークの確認が、４秒の最低継続時間の後に初めて許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】
吸入路（１）、制御装置（９）及びラムダコントロール部（８）を有する内燃機関（３）であって、制御装置（９）は、吸入路（１）を貫流する空気量を空気量測定器（２）によって確認し、かつ供給される燃料量を確認された空気量及びラムダコントロール部（８）の調整信号に依存して設定するように設備されており、ラムダコントロール部（８）は、内燃機関（３）のガスの酸素含有量をラムダセンサ（４）によって測定し、かつ酸素含有量が一定の値をとるように調整信号に影響を与えるように設備されており、制御装置（９）は、更に、評価信号をラムダコントロール部（８）の調整信号に依存して発生させ、かつ限界値を上回ることもしくは下回ることに関して監視するように設備されている内燃機関。
【請求項１３】
制御装置（９）が、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の方法を実施するために設備されていることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸入路内でのリークを確認するための方法ならびにこの方法を実施するための内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の内燃機関の場合、最適な出力及び最適な燃費を得るために、内燃機関を一定の混合比を有する燃料−空気混合物を供給することが重要である。一定の燃料−空気混合物は、特に、排気ガスが触媒によって浄化されるべきである場合でも必要であり得る。通常、触媒の機能は、標準的に、使用される燃料−空気混合物の混合比に依存する。混合物の組成を特徴付けるために、ラムダの空気比が限定されている。この空気比は、理論空燃比に対する現在の空燃比の比である。１のラムダ値の場合、燃料は、燃料を燃焼させるために必要であるのとちょうど同じ空気を混合される。今日使用される触媒のために、エンジンは、非常に狭い範囲もしくはラムダ値ができるだけ正確に１である触媒窓で運転されなければならない。
【０００３】
燃料−空気混合物のラムダ値をできるだけ正確に遵守できるようにするため、内燃機関をラムダコントロールによって運転することが公知である。この場合、一方では、空気量測定器によって内燃機関内へと流入する空気が、他方では、少なくとも１つのラムダセンサによって、内燃機関から燃料の燃焼の後に出て来る排気ガスの酸素含有量が、確認される。これら両方の値から、制御部は、供給される燃料量を確認する。目標に設定したラムダ値を、負荷が変動する場合でもできるだけ良好に遵守できるようにするため、制御部において、必要な燃料量が、２つのメカニズムによって確認される。一方で、流入する空気の量から、流入する空気量によって所望の空気比を生じさせる燃料量が計算される。この方法で、非常に迅速に負荷変動もしくは流入する空気量の変化に反応することができる。しかしながら、不利なことに、このメカニズムの場合、実際に所望のラムダ値が得られたかどうかのいかなる確認も行われない。従って、例えば、異なった燃料品質もしくは燃料組成に基づいて一定の空燃比の場合、混合物の空気比は変動してしまう。異なった燃料組成のための変動又は流入する空気量の設定における不正確さを相殺するために、重なり合ったラムダコントロールが行われ、このラムダコントロールは、供給される燃料の量に、エンジンの出口で測定されるラムダ値に依存して影響を与える。従って、流入する空気量に依存した燃料量の確認は、制御を意味し、これに反して、測定されたラムダ値に依存した燃料量への影響は、閉じたコントロール回路によるコントロールを意味する。
【０００４】
理想的なことに、ラムダコントロールは、流入する空気量が一定である場合に所望のラムダ値を得るために必要な燃料量が正確に分配される場合に、燃料量に、ほんの僅かしか影響を与えないか、又は全く影響を与えない。
【０００５】
この場合、エンジンに流入する空気量が正確に設定されることが大変重要である。この理由から、内燃機関の吸入路内でのリークを確認することが重要である。更に、吸入路には、しばしばクランクケースエアブリーダが接続されており、従って、吸入路とクランクケースエアブリーダとの間の誤った接続が行われた場合は、内燃機関を機能不良にさせてしまう吸入路内でのリークが生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、内燃機関の吸入路内でのリークを僅かな費用で確認することができる方法並びに内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、これらの課題は、請求項１の特徴を有する方法もしくは請求項１２の特徴を有する内燃機関によって解決される。従属請求項は、それぞれ優れた及び有利な本発明の実施形を限定する。
【０００８】
本発明によれば、流入する空気量が確認されることに依存して、所望のラムダ値を得るために必要な燃料量が本質的に正しく配量されることが前提となる。この前提のもとに、ラムダコントロール部が、所望のラムダ値を得るために、特に強く介入しなければならない場合は、これは、内燃機関内に、確認された空気量よりも多い空気が流入し、従って、内燃機関の吸入路内でのリークが存在するという指摘として使用することができる。この方法は、基本的に目標に設定したラムダ値に依存せずに使用可能である。この方法は、ラムダ値の基準値が１を超えている内燃機関の希薄混合気運転においても、１のラムダ値が目標に設定される現在最も頻繁に使用されるコントロール方法においても、使用することができる。本発明の特に簡単な実施例にあっては、評価信号は、ラムダコントロール部の調整信号と同じにすることができる。
【０００９】
有利なことに、この方法は、いかなる負荷変動も生じない内燃機関の運転部分内で実施される。これは、特にアイドリング中の運転とすることができる。この方法で、いかなる障害もコントロールもしくは制御の過渡現象によって生じないコントロールの静止状態が得られる。
【００１０】
この場合、ラムダコントロール部では、一定の学習段階で確認され、かつラムダコントロール部の調整信号に影響を与えるために使用される異なった適応値を使用することができる。このような適応値は、燃料量を設定する際に、その必要性が最初から認められている調整介入を達成するために使用することができる。その際、分配される燃料量は、適応値及びラムダコントローラの値によって計算することができる。例えば、この方法では、使用される燃料が特に低い品質を備え、従って、多くの燃料量を分配しなければならない場合に考慮することができる。適応値によって、ラムダコントローラが常に最適な作動範囲内で、また特に中立位置の周りで作動させることができることが得られる。適応値は、乗算の適応値とすることも、加算の適応値とすることもできる。加算の適応値は、特に、アイドリング運転中又は非常に僅かな負荷の場合に正確な内燃機関の運転を得るために使用することができる。乗算の適応値は、特に部分負荷領域内で使用することができる。
【００１１】
適応値が使用される場合、これらの適応値は、本発明による方法を実施する際に考慮されなければならない。その際、評価信号は、ラムダコントロール部の調整信号と、場合によっては存在する作動中の適応値に依存する修正因子とから成る。この場合、各適応値に対して、それぞれ１つの修正値が発生させられ、その際、各乗算の適応値のためにも、各加算の適応値のためにも、乗算的に作用する修正値が発生させられる。加算の適応値のために乗算の修正値を発生させるため、相応の計算規定が使用されなければならない。このため、加算の適応値も、先ず乗算の値に変換することができる。
【００１２】
更に、適応値の絶対値を評価信号の形成をする際に利用するのではなく、混合物の適応値の変更を使用することが考慮可能である。
【００１３】
同様に、修正因子を導入することができ、これらの修正因子は、内燃機関が運転される高さもしくは内燃機関の温度に依存して発生させられる。
【００１４】
リークの確認もしくは評価信号の評価をするために、時間窓を限定することができ、この時間窓内で、確認が実施される。この場合、評価信号が上限値の上にある第１の継続時間が、また評価信号が下限値の下にある第２の継続時間が測定される。引き続き、これら両方の継続時間の間の差が確認され、無次元の基準値を受け取るために、測定窓の継続に関連付けることができる。
【００１５】
いかなるリークも生じない場合、評価信号は限界値を、全く上回らないか、非常に僅かな時間しか上回らない。従って、第２の継続時間は、本質的に第１の継続時間よりも大きく、従って、マイナスの差が生じ、この差は、測定窓長さに関連付けられてほぼ−１の値を生じさせる。リークの場合、評価信号は、本質的に限界値を超えて長く、従って、両方の継続時間の大きなプラスの差が生じ、この差は、最大で、測定窓の長さと等しくすることができる。測定窓長さとの関連により、このような場合、ほぼ＋１の値が生じる。有利なことに、最終的なエラー限度として、０．８の値が導入される。
【００１６】
しかしながら、有利なことに、リーク確認をするための点検動作の間、恒常的に２つの経過時間の間の差が計算され、かつ現在の測定窓時間に関連付けられる。この方法で、点検動作の間、既に初めから基準値のための値が存在する。無次元の基準値とエラー限度との間の比較は、このような場合、測定窓長さよりも小さくてよい最低測定時間の後でも行うことができる。このようにして、一義的なエラー状況の場合、非常に迅速なエラー確認が可能になる。
【００１７】
下限値と上限値とは同じであってもよいが、しかしながらまた、エラーの点検を回避するための安全間隔によって分離することもできる。評価信号が、限度間にある場合、恒常的に上昇する測定窓時間の関係のために、無次元の基準値の値は低下し、従って、できるだけ不当なエラー介入は遠ざかる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を、以下で、添付した図面に関連した優れた実施例を基にして詳細に説明する。
【００１９】
この場合、図１は、内燃機関の概略的な構造を、本発明による方法を実施するために必要な本発明の実施例による構成要素と共に示す。
【００２０】
機能外略図に、吸入路１及び排出路７を有する内燃機関３が図示されている。吸入路１を経て、燃焼のために必要な空気が吸入され、これに反して、排出路７を経て燃焼ガスが排出される。
【００２１】
吸入路１内には、特に流入する空気を浄化するためのエアフィルタ６が、引き続き空気量測定器２が配設されている。空気量測定器２は、吸入路１内に時間単位毎に流入する空気量を確認する。
【００２２】
内燃機関３は、クランクケースを有するピストンエンジンであり、このクランクケースには、クランクケースエアブリーダ５が付設されている。クランクケースエアブリーダ５は、ピストンの脇を通ってクランクケース内に達している燃料蒸気を再び吸い込むために使用される。このため、クランクケースエアブリーダ５は、吸入路１と接続されている。
【００２３】
排出路７内には、燃焼ガスの酸素含有量を測定するために、ラムダセンサ４が配設されている。
【００２４】
更に、内燃機関３の運転をするために必要な燃料量を設定するために、ラムダコントロール部８及び制御装置９が設けられている。このため、制御装置９は、空気量測定器２と接続されており、この空気量測定器は、空気量測定の結果を制御装置９に導く。更に、制御装置９は、ラムダコントロール部８の調整信号を受け取り、このラムダコントロール部は、更にまたラムダセンサ４と接続されている。ラムダコントロール部８は、このラムダコントロール部が制御装置９に導かれた調整信号によって、燃焼ガスの酸素含有量が一定の基準値を占めるように、内燃機関３内に流入する燃料−空気混合物に影響を与えるように設計されている。
【００２５】
これに反して、制御装置９は、この制御装置が空気量測定器２で確認された空気量に依存して、所望のラムダ値を得るために必要である必要な燃料量を計算するように設備されている。この場合、付加的に、ラムダコントロール部８の調整信号が考慮される。分配された燃料量によって、目標に設定されたラムダ値が得られたかどうかの点検は、制御装置９によって実施されない。これは、制御装置９への介入を介して閉じたコントロール回路を構成するラムダコントロール部８によって得られる。
【００２６】
吸入路１がいかなるリークも備えない場合、制御装置９は、測定された空気量によって必要なある程度の精度を有する燃料量を計算することができる。偏差は、特に、空気量測定、構造部分偏差、変更される燃焼条件又は燃料組成の変化における不正確さによって生じてしまう。空気量に基づいて設定される燃料量の理想的な燃料量からの偏差は、ラムダコントロール部８もしくは調整信号によって相殺される。しかしながら、この場合、より少ないラムダコントロール部８の調整介入しか必要ない。何故なら、制御装置９は、測定された空気量によって既に十分良好な燃料量のための値を確認できるからである。
【００２７】
しかしながら、吸入路１の内部でリークが生じた場合は、内燃機関３内へと、空気量測定器２によって測定することができるものよりも多くの空気が流入する。これからの結果は、制御装置９が、実際に内燃機関３内へと流入する空気量に比べ、非常に僅かな燃料量を分配するということである。これは、燃焼ガス内の酸素割合を非常に高くする。従って、ラムダコントロール部８は、このラムダコントロール部が、調整信号によって燃料量の増大を制御装置９内で生じさせることによって、この偏差を相殺することを試みる。吸入路１内でのリークは、制御信号の値を異常に高くする。何故なら、ラムダコントロール部８は、調整信号によって、燃料割合を、制御装置９によって空気量測定と共に考慮することができないリークエアのために分配することを試みるからである。
【００２８】
更に、制御装置９は、この制御装置が評価信号を、ラムダコントロール部８の調整信号に依存して発生させかつ監視することができるように設備されている。評価信号は、制御装置により、修正因子とのラムダコントロール部８の調整信号の乗算によって発生させられる。修正因子は、内燃機関３が運転される高さ、内燃機関３の温度、及び適応値に依存して発生させられる。
【００２９】
適応値は、制御装置９によって学習段階で発生させられ、必要な燃料量に対して与えるゆっくりと変化する中期又は長期の影響を考慮するために、調整信号を設定する際に考慮される。この影響は、例えば、燃料品質、構造部分公差、又は変化する燃焼条件であり得る。適応値によって、ラムダコントロール部８の調整信号を最適な範囲に、特に中立位置の近傍に保つことが可能である。制御装置９によって、調整信号設定の際に加算的に考慮される加算の適応値も、調整信号設定の際に乗算的に考慮される乗算の適応値も発生させられ、その際、加算の適応値はアイドリング運転において、また乗算の適応値は部分負荷領域において使用される。
【００３０】
評価信号を評価するために、制御装置９において、内燃機関３のアイドリング段階では、８秒の継続を有する測定窓が設けられている。この測定窓の継続の間、制御装置９は、ラムダコントロール部８の評価信号が上限値を上回ったのか、又は下限値を下回ったのかを監視する。その際、制御装置９は、評価信号が上限値を上回る第１の継続時間と、下限値が下回られる第２の継続時間とを測定する。評価信号がこれら両方の限界値の間にある継続時間は無視される。この方法で、不確実な場合には、吸入路１内でのリークの誤った確認が行われないことが得られる。
【００３１】
測定窓の継続の間は、永続的に、第２の継続時間が第１の継続時間から減算され、得られた差が、経過した測定窓の継続時間に関連付けられる。結果は、両方の継続時間に応じて−１と＋１との間で変動する比である。この比は、特に４秒の最低測定時間がたってから、その値が０．８であるエラー限度と比較され、比がエラー限度を超えている場合には、エラー信号が発生させられる。
【００３２】
その後、ラムダコントロール部８の評価信号が長い時間上限値を超えていた場合、即ちラムダコントロール部８が長い期間にわたって付加的な燃料を配分しようと試みた場合に、吸入路１内でのリークが判定される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】内燃機関の概略的な構造を、本発明による方法を実施するために必要な本発明の実施例による構成要素と共に示す。
【符号の説明】
【００３４】
１    吸入路
２    空気量測定器
３    内燃機関
４    ラムダセンサ
５    クランクケースエアブリーダ
６    エアフィルタ
７    排出路
８    ラムダコントロール部
９    制御装置
【国際公開パンフレット】
2005504230.tif 000003
2005504230.tif 000004
2005504230.tif 000005
2005504230.tif 000006
2005504230.tif 000007
2005504230.tif 000008
2005504230.tif 000009
2005504230.tif 000010
2005504230.tif 000011
2005504230.tif 000012
2005504230.tif 000013
2005504230.tif 000014
2005504230.tif 000015
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005504230.tif 000016
2005504230.tif 000017
【国際調査報告】
2005504230.tif 000018
2005504230.tif 000019
2005504230.tif 000020
2005504230.tif 000021
2005504230.tif 000022
2005504230.tif 000023