(57)【要約】【課題】ガス調量弁の機能検査が簡単かつ確実に、個々のシリンダについて行われ得る方法および制御装置を創出する。【解決手段】ガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁の機能検査のための方法において、前記ガス調量弁の弁体を作動させるために、前記弁体を作動させる働きをするアクチュエータに、起動電流を用いてエネルギーが与えられ、前記ガス調量弁の機能検査のために、前記起動電流の経時変化が監視かつ評価される。【選択図】図１
2018003847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁の機能検査のための方法であって、前記ガス調量弁の弁体を作動させるために、前記弁体を作動させる働きをするアクチュエータに、起動電流を用いてエネルギーが与えられる方法において、
前記ガス調量弁の機能検査のために、前記起動電流の経時変化が監視かつ評価されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ガス調量弁の機能検査のために、始動開始後に、前記起動電流が所定の値に到達するまでの時間間隔が検知され、当該時間間隔に基づいて、前記ガス調量弁が適切に機能しているかどうか、決定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】
前記ガス調量弁の機能検査のために、前記ガス調量弁の前記アクチュエータの個々の始動過程について、前記起動電流の電流上昇が監視され、すなわち、前記起動電流が所定の値に到達する実際の電流上昇時間、または前記電流上昇の実際の勾配が検知されるように監視が行われ、前記実際の電流上昇時間または前記電流上昇の前記実際の勾配に基づいて、前記ガス調量弁が適切に機能しているかどうか、決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記実際の電流上昇時間が基準値よりも大きいか、または前記電流上昇の前記実際の勾配が基準値よりも小さいとき、ガス調量弁が適切に機能していないと推測されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基準値は先行する始動から、すなわち先行する始動過程の電流上昇時間または電流上昇の勾配から特定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
先行する始動過程の前記電流上昇時間に応じて、あるいは前記電流上昇の前記勾配に応じて平均値が形成され、実際の始動過程の実際の電流上昇時間または実際の勾配が、所定の閾値を上回る大きさで、基準値として用いられる平均値から偏位しているとき、ガス調量弁が適切に機能していないと推測されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
平均値として移動平均値または浮動平均値が形成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
電流上昇時間または勾配に関して、ガス調量弁が適切に機能していると推測された電流上昇時間または勾配のみが、前記平均値を形成するために用いられることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
どれほどの長さにわたって、あるいはいくつの始動過程に対して、前記電流上昇時間が前記基準値よりも大きいか、または前記勾配が前記基準値よりも小さいかに応じて、ガス調量弁が一時的に、または恒常的に、適切に機能していない、特に動かなくなっていると推測されることを特徴とする請求項４から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ガスエンジンのガス調量弁の機能検査のための制御装置であり、前記制御装置は前記ガス調量弁の弁体を始動させるために、前記弁体を作動させる働きをするアクチュエータに、起動電流を用いてエネルギーを与える制御装置において、
前記制御装置は、前記ガス調量弁の機能検査のために、前記起動電流の経時変化を監視かつ評価することを特徴とする制御装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記ガス調量弁の機能検査のために、前記ガス調量弁の前記アクチュエータの個々の始動過程について、前記起動電流の電流上昇を監視し、すなわち前記起動電流が所定の値に到達する実際の電流上昇時間、または前記電流上昇の実際の勾配を前記制御装置が検知するように監視し、前記制御装置は、前記実際の電流上昇時間または前記電流上昇の前記実際の勾配に基づいて、前記ガス調量弁が適切に機能しているか、または適切に機能していないか決定することを特徴とする、請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記制御装置は先行する始動過程の前記電流上昇時間または前記勾配から基準値を形成し、前記制御装置は、実際の始動過程の実際の電流上昇時間または実際の勾配が、所定の閾値を上回る大きさで前記基準値から偏位しているとき、ガス調量弁が適切に機能していない、特に動かなくなっていると推測することを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス調量弁の機能検査のための方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスエンジンおよびガス運転モードで運転される二元燃料エンジン内で、燃料として気体燃料が燃焼させられ、燃料は個々のシリンダのガス調量弁を介して、エンジンのシリンダに導入される。ガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁は、ガス噴射弁とも称される。
【０００３】
ガス調量弁は弁プレートとも称される弁体を有し、弁体はアクチュエータを用いて作動される。アクチュエータは典型的に電磁弁であり、当該電磁弁には起動電流を用いて、弁体を作動させるために電気的にエネルギーが与えられる。
【０００４】
ガスエンジンまたは二元燃料エンジンを運転する際、ガス調量弁の機能を検査することは有意義である。例えば弁体が動かなくなることにより、ガス調量弁が適切に動作もしくは機能しないと、該当するシリンダに過剰なガス量が導入され得、それにより過度にリッチな混合気ゆえに、個々のシリンダ内で燃焼が行われず、それどころか、燃焼されない混合気がエンジンの排ガスシステムの排ガス導管に到達し、そこで発火し得る。これにより排ガスシステム内で爆発が生じ、それにより排ガス導管が破裂することもあり得る。
【０００５】
従来、ガス調量弁の機能検査のためには排ガス温度が監視される。しかしながらこれは、ガスエンジンもしくは二元燃料エンジンのガス調量弁の、個々のシリンダについての機能検査のためには、遅鈍である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがってガス調量弁の機能検査のための方法および制御装置であって、それらを用いて機能検査が簡単かつ確実に、個々のシリンダごとに行われ得る方法および制御装置が求められている。この点に鑑みて本発明は、ガス調量弁の機能検査のための新式の方法および制御装置を創出することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題は、請求項１に記載のガス調量弁の機能検査のための方法によって解決される。本発明によればガス調量弁の機能検査のために、起動電流の経時変化が監視かつ評価される。本発明は、個々のガス調量弁のアクチュエータのための起動電流の監視および評価に基づいて、ガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁の機能検査を、簡単かつ確実に、および個々のシリンダについて行わせる。
【０００８】
一の有利な発展的構成によれば、ガス調量弁の機能検査のために、起動電流の電流上昇が監視され、当該監視は好適に、起動電流が所定の値、特に最大値または目標値に到達する電流上昇時間、または電流上昇の勾配が検知されように行われ、当該電流上昇時間または電流上昇の勾配に基づいて、ガス調量弁が適切に機能しているか、または適切に機能していないかが決定され、電流上昇時間が基準値よりも大きいか、または勾配が基準値よりも小さいとき、ガス調量弁が適切に機能していないと推測される。これにより、特に有利で、簡単かつ確実な、個々のシリンダについてのガス調量弁の機能検査が可能である。
【０００９】
一の有利な発展的構成によれば、個々の基準値は先行する始動から特定され、好ましくは先行する始動過程の電流上昇時間に応じて、あるいは電流上昇の勾配に応じて、特に移動平均値または浮動平均値が形成され、実際の電流上昇時間または実際の電流上昇勾配が、所定の閾値を上回る大きさで個々の基準値から偏位しているとき、ガス調量弁が適切に機能していないこと、特に動かなくなっていることが推測される。好ましくは、電流上昇時間または勾配に関して、ガス調量弁が適切に機能している、特に動かなくなってはいないと推測された電流上昇時間または勾配のみが、基準値を形成するために用いられる。これらの詳細点も、簡単かつ確実な、個々のシリンダについてのガス調量弁の機能の検査を提供することに役立つ。
【００１０】
好ましくは、どれほどの長さにわたって、あるいはいくつの始動過程に対して、電流上昇時間が基準値よりも大きいか、または電流上昇の勾配が基準値よりも小さいか、に応じて、ガス調量弁が適切に機能していないこと、特に動かなくなっていることが一時的であるか、または恒常的であるかが推測される。これにより、ガス調量弁が一時的に、または恒常的に動かなくなっているかどうかが、特に簡単に検査され得る。
【００１１】
本発明の好適な発展的構成は、従属請求項と以下の詳細な説明に記載されている。本発明の実施の形態を図面に基づいてより詳しく説明するが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではない。図面に示すのは以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ガス調量弁のアクチュエータの起動電流の経時変化を示す図である。
【図２】ガス調量弁の機能検査のための起動電流の時間依存的な評価を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明はガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁の機能検査のための方法および制御装置に関する。ガスエンジンまたは二元燃料エンジンは典型的に、複数のシリンダを有する。個々のシリンダ内で燃料として、気体燃料が燃焼され得、二元燃料エンジンではすなわち、当該二元燃料エンジンのガス運転モードで燃焼され得る。気体燃料は個々のシリンダに、ガス調量弁を用いて導入される。このようなガス調量弁は、ガス噴射弁とも称される。ガス調量弁は、弁プレートとも称される弁体を有する。弁体はアクチュエータを用いて、開放するために始動され得、アクチュエータは典型的に、電気的にエネルギーを与えられる電磁弁である。ガス調量弁のアクチュエータを始動させるために、当該アクチュエータは起動電流により、電気的にエネルギーを与えられる。
【００１４】
ここでガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁に機能検査を受けさせるために、個々のシリンダに関して、個々のシリンダの個々のガス調量弁のアクチュエータに対する起動電流の経時変化が監視かつ評価される。ガス調量弁の機能検査は、個々のガス調量弁に対する起動電流の経時変化の評価に基づく。これにより、ガスエンジンもしくは二元燃料エンジンにおいて、簡単かつ確実に、個々のシリンダについてのガス調量弁の機能検査が提供され得る。
【００１５】
ガス調量弁の機能検査のために好ましくは、始動開始後に、起動電流が所定の値に到達するまでの時間間隔が監視される。好ましくは起動電流の電流上昇が監視され、当該監視はすなわち、起動電流が所定の値に到達する電流上昇時間、または電流上昇の勾配が検知されるように行われる。その後、電流上昇時間または勾配に基づいて、ガス調量弁が適切に作動しているか、または動かなくなっているかが決定される。
【００１６】
以下に本発明のさらなる詳細を、図１および図２のグラフを参照しながら説明するが、以下において前提となるのは、機能検査が、個々の始動過程の開始後に起動電流が所定の値に到達する電流上昇時間に基づくことである。しかしながら機能検査は類似のやり方で、電流上昇の勾配に基づいても行われ得、当該勾配は時間にわたる電流上昇の傾斜に相当する。
【００１７】
図１には、実際の始動過程の起動電流ＩＡの時間ｔにわたる経時変化、すなわちガス調量弁のアクチュエータを電気的に始動させる際、経時変化がどのように形成され得るかが示されている。時点ｔ１において、起動電流ＩＡを供給することにより個々の始動過程が始まり、起動電流ＩＡは、図１の第一の変化形態では時点ｔ２において、第二の変化形態では時点ｔ２'において、所定の値ＩＡ−ＳＥＴ、特に最大値または目標値に到達した。したがって第一の場合、所定の値ＩＡ−ＳＥＴに到達するまでの実際の電流上昇時間はΔｔＡ１であり、それに対して第二の場合、実際の電流上昇時間はΔｔＡ２である。
【００１８】
ガス調量弁の実際の始動過程に関して特定された実際の電流上昇時間はΔｔＡは、基準値と比較され、実際の電流上昇時間が基準値よりも大きい場合、ガス調量弁の機能不全、特に動かくなくなっていることが推測される。詳細は図２に示されている。
【００１９】
図２には、ガス調量弁に関して、時間ｔにわたる電流上昇時間ΔｔＡの経時変化が、複数の始動過程にわたってプロットされている。基準値ΔｔＡ−Ｒとして、先行する始動過程の電流上昇時間に応じて、平均値、好ましくは移動平均値または浮動平均値が形成される。
【００２０】
実際の電流上昇時間ΔｔＡが、所定の閾値Ｘを上回る大きさで、基準値ΔｔＡ−Ｒから偏位しているとき、ガス調量弁が適切に機能していない、特に動かなくなっていると推測され、その場合、好ましくは、実際の電流上昇時間であって、ガス調量弁がブロックされていることが推測される実際の電流上昇時間は、平均値、およびそれとともに基準値ΔｔＡ−Ｒを形成するために参照されない。
【００２１】
図２では、時点ｔ３、ｔ４およびｔ５において、実際の電流上昇時間ΔｔＡが、閾値Ｘを上回る大きさで基準値ΔｔＡ−Ｒから偏位していることが確認され、したがってそれにより、時点ｔ３、ｔ４およびｔ５においてそれぞれ、ガス調量弁が適切に機能していない、特に動かなくなっていると推測される。
【００２２】
図２では、時点ｔ３および時点ｔ４のあたりで、閾値Ｘを上回る大きさで、電流上昇時間ΔｔＡが基準値ΔｔＡ−Ｒから偏位している時間間隔が比較的短く、特に対応する限界値よりも小さいが、その場合、ガス調量弁が一時的に適切に機能していないこと、特に動かなくなっていること、例えばガス調量弁が一の始動サイクルの間だけ動かなくなっていることが推測される。
【００２３】
これに対して図２において、時点ｔ５を開始点として電流上昇時間ΔｔＡが、比較的長い持続時間にわたって、すなわち所定の限界値よりも大きい持続時間にわたって、閾値Ｘを上回る大きさで基準値ΔｔＡ−Ｒから偏位していることが確認され、それにより時点ｔ５を開始点として、ガス調量弁が恒常的に適切に機能していないこと、特に動かなくなっていること、ガス調量弁が複数の始動サイクルにわたって動かなくなっていることが推測される。
【００２４】
したがって、ガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁の機能検査を、個々のガス調量弁のアクチュエータに対する起動電流の経時変化に基づいて行うことは、本発明の趣旨である。
【００２５】
このとき上記の方法は制御装置によって実施され、当該制御装置は、ガスエンジンのガス調量弁、もしくはガス調量弁のアクチュエータを始動させることを担う。当該制御装置は、好ましくはエンジン制御装置である。制御装置は、個々のガス調量弁に対する起動電流の経時変化を監視するとともにそれを評価し、それにより個々のガス調量弁の機能検査を行う。
【００２６】
すでに図１および図２に関連して述べたように、制御装置は個々のガス調量弁の機能検査のために、個々の始動過程に関して、起動電流の実際の電流上昇ＩＡを検知し、当該検知をすなわち、個々のガス調量弁の個々の始動過程に関して、実際の電流上昇時間ΔｔＡが検知されるように行い、当該実際の電流上昇時間は、実際の始動過程に関して、個々の始動過程の開始と、起動電流の所定の値の到達、好ましくは起動電流の最大値の到達、または起動電流の目標値の到達との間で経過する。連続的に行われる始動過程もしくは始動サイクルを介して、制御装置は基準値を、特に平均値形成により、好ましくは移動平均値または浮動平均値形成により特定する。ガス調量弁に対する新たな始動過程ごとに、実際の電流上昇時間ΔｔＡが特定され、基準値ΔｔＡ−Ｒと比較され、実際の電流上昇時間が、閾値を上回る大きさで基準値から偏位しているとき、ガス調量弁が適切に機能していない、特に動かなくなっていると推測される。
【００２７】
制御装置は、電流上昇時間が、比較的短時間のみ、すなわち限界値よりも小さい持続時間にわたって基準値から偏位しているとき、ガス調量弁が一時的に適切に機能していない、特に動かなくなっていると推測し、これに対して、電流上昇時間が比較的長く、すなわち所定の限界値よりも大きい持続時間にわたって基準値から偏位しているとき、制御装置は、ガス調量弁が恒常的に適切に機能していない、特に動かなくなっていると推測する。
【００２８】
制御装置は機能検査のために、個々の実際の始動過程に関して、電流上昇の勾配を特定し、対応する基準値と比較することもできる。その場合、基準値の形成は、先行する始動過程の電流上昇の勾配を介して行われる。
【００２９】
本発明は、ガスエンジンまたは二元燃料エンジンのガス調量弁の、簡単かつ確実で、個々のシリンダについての機能検査を可能にする。
【符号の説明】
【００３０】
ＩＡ  起動電流
ｔ  時間
ｔ１，ｔ２，ｔ２'，ｔ３，ｔ４，ｔ５  時点
ＩＡ−ＳＥＴ  起動電流目標値
ΔｔＡ  実際の電流上昇時間
ΔｔＡ１  時点ｔ２における実際の電流上昇時間
ΔｔＡ２  時点ｔ２'における実際の電流上昇時間
ΔｔＡ−Ｒ  電流上昇時間基準値
Ｘ  閾値
【図１】
2018003847.tif 000003
【図２】
2018003847.tif 000004
【外国語明細書】
2018003847000001.pdf