(57)【要約】  本発明は、内燃機関の燃料噴射装置（５）のモニタリングのための方法及び装置に関し、この場合に燃料噴射装置（５）は燃料噴射弁（４０）を有しており、燃料噴射弁を介して燃料は直接に燃焼室（１００）内に噴射されるようになっており、故障の検出のための装置（３１０）及び燃料圧力の検出のための装置（３２０）を設けてある。燃料噴射弁（４０）の機械的なエラーは、１つのシリンダー（１１０）の故障が発生しかつ燃料圧力が閾値を下回っている場合に識別される。燃料噴射弁（４０）の電気的なエラーは、燃料噴射装置の１つの出力領域に所属するシリンダー（１１０）の故障が観察されかつ燃料圧力が閾値（ＳＷ）を下回る場合に識別される。検出された機能エラーに依存して、種々のエラー応答過程が導入される。
2008531911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射装置（５）のモニタリングのための方法において、故障識別の信号の評価によって燃料噴射装置の少なくとも２つの機能エラーを検出して、検出された機能エラーに依存してエラー応答過程を導入することを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置のモニタリングのための方法。
【請求項２】
燃料圧力の評価によって、燃料噴射装置の機能エラーが生じているか否かをモニタリングする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つのシリンダーの故障及び燃料圧力の、所定の閾値を下回る低下に際して、燃料噴射装置の機械的な機能エラーを検出する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
燃料噴射装置（５）の１つの出力領域に所属するシリンダー（１１０）の故障及び燃料圧力の、所定の閾値（ＳＷ）を下回る低下に際して、燃料噴射装置（５）の電気的な機能エラーを検出する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
電気的なエラーの識別に際して、燃料噴射弁（４０）の制御のための出力段（４５）の電気的なエラーを付加的にモニタリングする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
機能エラーに依存してエラー応答過程として内燃機関を非常運転モードで作動させる請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
内燃機関の燃料噴射装置（５）のためのモニタリング装置であって、検出装置は故障識別の信号を検出するようになっている形式のものにおいて、モニタリング装置は故障識別の信号の評価によって燃料噴射装置の少なくとも２つの機能エラーを検出するようになっており、かつモニタリング装置は、検出された機能エラーに依存してエラー応答過程を導入するようになっていることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置のためのモニタリング装置。
【請求項８】
プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品であって、プログラムが機械読み取り式のキャリアに記憶されている形式のものにおいて、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法の実施のために、プログラムはコンピュータ若しくは制御装置で実行されるようになっていることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射装置の作動のための方法に関する。さらに本発明は内燃機関の燃料噴射装置の作動のための装置及び本発明に基づく方法の実施のためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
高圧式燃料直接噴射並びに低圧式燃料直接噴射のための燃料噴射弁は原理的に知られている。公知の燃料噴射弁においては、内燃機関の燃焼室内へ噴射すべき燃料量の調節は、弁の開放時間によってだけではなく、噴射弁のノズルニードルの行程の変化によっても可能になっている。該燃料噴射弁は電磁弁若しくは圧電式弁として形成されている。
【０００３】
燃料噴射弁は、シリンダー内へ噴射されてエンジン内での効率的できれいな燃焼のために必要な燃料を調量するようになっている。燃料噴射弁の制御は、一般的に制御装置の出力部若しくは最終段を介して行われるようになっており、この場合に燃料噴射は有利には出力部のいわゆるローサイドスイッチを介して開始される。制御装置の出力部は運転中にモニタリングされており、バッテリー電圧若しくは出力部の接地に起因する短絡を検出して、これに対応する処置を施すようになっている。
【０００４】
さらに、例えば制御装置内のソフトウエアーエラー及びハードウエアーエラーをモニタリングすることも公知である。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３０５１７８Ａ１号明細書に、すでに内燃機関の燃料噴射弁の作動のための方法を開示してあり、この場合には内燃機関の機能が正確であるか否かの監視によって、燃料噴射弁の汚れを識別し、かつ適切な洗浄処置を導入するようになっている。内燃機関の機能の正確さの監視のために、一方では燃料貯蔵部内の圧力を検出し、かつ他方ではシリンダーの故障をモニタリングしている。さらにトルク特性を監視して、混合気の富化によって燃料噴射弁が良好に機能するか否かをモニタリングしている。汚れの検出に際して、燃料噴射弁の洗浄のための処置過程を導入するようになっている。
【０００６】
燃料噴射装置の操作のための本発明に基づく方法においては利点として、故障識別の信号の評価によって燃料噴射装置の少なくとも２つの機能エラー若しくは誤作動が検出され、その結果該検出された機能エラー若しくは誤作動に依存して、適切なエラー応答過程若しくは緊急操作過程が有利に導入される。特に利点として、例えば燃料噴射装置の電気的なエラーに際して噴射弁の洗浄処置は行われないままになっている。
【０００７】
さらに有利には内燃機関の燃料噴射装置のためのモニタリング装置を設けてあり、モニタリング装置の検出装置は故障識別の信号を検出するようになっており、この場合にモニタリング装置は故障識別の信号の評価によって燃料噴射装置の少なくとも２つの機能エラーを検出するようになっており、かつモニタリング装置は、検出された機能エラーに依存してエラー応答過程を導入するようになっている。
【０００８】
従属請求項に本発明の有利な実施態様を記載してある。有利には燃料圧力の評価によって、燃料噴射装置の機能エラーを生じているか否かがモニタリングされる。有利には、エラー応答過程若しくは緊急処理過程は、故障識別に依存しない付加的な識別によって燃料噴射装置の機能エラーを検出した場合に導入される。これによってエラー識別の精度は高められる。
【０００９】
本発明の方法において、シリンダーの故障及び燃料圧力の所定の閾値を下回る低下に際して、燃料噴射装置の機械的な機能エラーが検出される。これによって、機械的なエラーの排除のために適したエラー応答過程のみを導入することができて有利である。
【００１０】
別の実施態様では、燃料噴射装置の１つの出力領域に所属するシリンダーの支障及び燃料圧力の所定の閾値を下回る低下に際して、燃料噴射装置の電気的な機能エラーが検出される。これにより利点として、電気的なエラーの排除のために適した適切な処理過程を導入することができるようになっている。
【００１１】
さらに有利には電気的なエラーの識別に際して、燃料噴射弁の制御のための出力段は電気的なエラーに関連して付加的若しくは追加的にモニタリングされる。これによって、電気的なエラーの原因をさらに特定して、適切な対処過程を導入することができるようになっている。
【００１２】
特に有利には、機能エラーに依存してエラー応答過程として内燃機関は非常運転モードで作動若しくは運転される。
【００１３】
次に本発明を、本発明の図示の実施例に基づき詳細に説明する。図面において、
図１は、燃料噴射装置を備えた内燃機関の概略図であり、
図２は、２つの燃料噴射弁のための１つの出力領域回路の概略図であり、
図３は、本発明に基づく方法の概略的なフローチャートであり、
図４は、本発明に基づく装置の概略図である。
【００１４】
本発明では、内燃機関の燃料噴射装置において、燃料噴射装置の機械的な機能及び電気的な機能を監視若しくはモニタリングして、燃料噴射装置の機能エラー若しくは故障又は支障に際して、機能エラーに応じたエラー応答過程若しくはエラー対処過程を導入するようになっている。
【００１５】
本発明は図示の実施例に限定されることなく、低圧式の燃料噴射装置にも高圧式の燃料噴射装置にも適している。
【００１６】
図１に、１つの燃料噴射装置の備えられた多気筒の内燃機関１を概略的に示してあり、この場合に実施例で４つの燃料噴射弁４０と、シリンダーのうちの１つのシリンダー１１０のみが図示してある。燃料噴射装置５は第１及び第２の燃料ポンプ１０，２０、蓄圧部３０、複数の燃料噴射弁４０、及び１つの出力部（最終段）４５、燃料タンク５０及び圧力センサー６０を含んでいる。第１の燃料ポンプ１０は燃料を燃料タンク５０から第２の燃料ポンプ２０に向けて吐出するようになっている。第１の燃料ポンプ１０は、低圧を形成するために適している。第２の燃料ポンプ２０は燃料を蓄圧部３０内へ圧送して、第１の燃料ポンプ１０によって供給された低圧を高圧に高めるようになっている。蓄圧部３０は、しばしば燃料貯蔵部、若しくはレール、若しくはコモンレールとも称され、ここでは４つの燃料噴射弁４０に接続されている。圧力センサー６０によって少なくとも蓄圧部３０内の圧力を監視若しくはモニタリングしている。
【００１７】
実施例の図面には、４つのうちの１つの燃料噴射弁４０を内燃機関の１つのシリンダー１１０に接続して示してある。シリンダー１１０内にはピストン１２０を摺動自在に配置してある。シリンダーは燃焼室１００を有しており、該燃焼室はさらにピストン１２０、１つの入口弁１５０及び１つの出口弁１６０によって画成されている。複数の入口弁１５０及び／又は出口弁１６０を設けることもできる。入口弁１５０及び出口弁１６０の領域で１つの燃料噴射弁４０及び１つの点火プラグ２００を燃焼室１００内へ突入させてある。燃料噴射弁４０は燃焼室１００内への燃料の直接噴射を可能にしていて、制御装置の出力部４５を介して制御されるようになっている。吸引管１５５は有利には空気を入口弁１５０へ導くようになっており、入口弁１５０の開放によって空気は燃焼室１００内に達する。出口弁１６０の開放によって排ガスは排気ガス管１６５内へ導かれる。
【００１８】
図２に、出力段４５の一部分として２つの燃料噴射弁EV１，EV２のための１つの出力領域の回路、つまり作動部材を概略的に示してあり、作動部材は実施例では象徴的に抵抗部材として示してある。もちろん、容量式若しくは誘導式の作動部材を設けることも可能であり、該作動部材は圧電弁若しくは電磁石弁として形成されていてよい。
【００１９】
両方の作動部材EV１，EV２はそれぞれいわゆるハイサイド(Highside)の接続部でもって、ハイサイドのスイッチ部材ＨＳＬを介して供給通路若しくは供給ラインに接続されている。作動部材EV１，EV２の接続側、つまりいわゆるローサイド(Lowside)の側では、第１の作動部材EV１の接続部は第１のローサイドのスイッチ部材ＧＬＳ１に接続され、かつ第２の作動部材EV２の接続部は第２のローサイドのスイッチ部材ＧＬＳ２に接続されており、この場合に両方のスイッチ部材ＧＬＳ１，ＧＬＳ２は両方の作動部材EV１，EV２をローサイドの共有の１つの通路に接続するようになっている。
【００２０】
図３は、本発明に基づく方法の経過を概略的に示している。第１のステップ５１０では、故障が識別されるか否かをモニタリングするようになっている。故障を観察若しくは検出しない場合には、燃料噴射弁は連続的若しくは継続的には開けられておらず、モニタリングはエラーなしのステップ７０で終了される。
【００２１】
故障が生じている場合には、第２のステップ５２０で、燃料圧力ｐが所定の閾値を下回っているか否かをモニタリングするようになっている。燃料圧力ｐが所定の閾値を上回っていて、故障が生じている場合には、燃料噴射弁は継続的には開けられておらず、モニタリングはエラーなしのステップ７０で終了される。
【００２２】
燃料圧力が所定の閾値を下回っている場合には第３及び第４のステップ５３０，５４０で、故障が制御装置の１つの出力領域の１つのシリンダーか若しくはすべてのシリンダーに生じているか否かをモニタリングするようになっている。
【００２３】
故障が１つのシリンダーにのみ生じている場合には、当該シリンダーの燃料噴射弁は機械的な機能エラーに基づき継続的に開けられている。モニタリングは機械的なエラーのステップ６２０に進む。
【００２４】
１つの出力領域に所属していて監視されているすべてのシリンダーに故障若しくは支障が生じている場合には、該出力領域の燃料噴射弁は電気的な機能エラーに基づき継続的に開けられている。モニタリングは電気的なエラーのステップ６１０に進む。
【００２５】
図示を省略してあるものの、続いて別のステップで、検出若しくは識別された機能エラーに対応して適切なエラー応答過程若しくは対処処理過程を導入するようになっている。
【００２６】
本発明は、継続的に開いている燃料噴射弁４０によっては極めて大きな量の燃料が燃料貯蔵部３０から内燃機関の１つのシリンダーの燃焼室内に噴射されるという考察に基づいている。これによって次のような状態が生じる。
【００２７】
継続的に開いている燃料噴射弁を通って流出する燃料量においては、燃料ポンプは蓄圧部内の圧力をもはや一定に維持することができなくなっている。この場合に燃料圧力は、燃料噴射装置内の燃料圧力のために一般的に規定されている所定の閾値を下回ることになる。このような閾値の下回りは、継続的に開いている燃料噴射弁に対するエラー特性若しくはエラー信号として評価される。
【００２８】
過度に噴射された燃料量は当該シリンダー内で燃焼されない混合気を多く生ぜしめてしまいことになり、このような混合気は燃焼に支障を来たし、ひいてはいわゆる故障若しくは支障につながる。このような故障は、故障検出若しくはエラー検出によって識別される。つまり故障は、燃料噴射弁が継続的に開いている場合の必然的なしるしである。
【００２９】
故障並びに圧力低下を検出する場合には、燃料噴射弁は継続的に開いている。この場合には付加的に、燃料噴射装置の機械的なエラーが生じているのか若しくは電気的なエラーが生じているのかを識別するようになっている。
【００３０】
燃料噴射装置の機械的な機能エラー若しくは誤作動の場合に、つまり弁ニードルが例えば汚れに起因して締め付けられている場合には、当該シリンダーに燃料が継続的に噴射され、残りのシリンダーは正常に作動している。従って当該シリンダーにのみ故障は観察される。
【００３１】
燃料噴射装置の電気的な機能エラーが例えば制御部の制御信号のエラー若しくは誤信号に起因して生じている場合には、制御信号のエラー若しくは誤信号は、制御信号のエラー若しくは誤信号を発生している制御部に所属するすべてのシリンダーに故障を生ぜしめてしまうことになる。図示の実施例の４気筒式の内燃機関において、２つのシリンダーが誤作動し若しくは停止してしまうことになる。例えば図２に示してある噴射弁であるアクチュエータ１若しくは第１の作動部材がローサイドで接地に対する短絡を生ぜしめている場合に、第１の噴射弁のアクチュエータ１は継続的に開かれている。全電流は第１の噴射弁のアクチュエータ１を経て流れるので、第２の噴射弁のアクチュエータ２には弁開放のための電流は作用せず、第２の噴射弁は閉じたままである。つまり、１つのシリンダーには故障は過度な燃料量に起因して生じ、かつ別のシリンダーには故障は燃料不足に起因して生じている。
【００３２】
故障識別の信号の評価のみによって燃料噴射装置の電気的な機能エラーか燃料噴射装置の機械的な機能エラーかを識別できるようになっている。燃料圧力の評価によって、内燃機関の故障が燃料噴射装置の機能エラーに起因するものであるのか、別の原因によって生じているのかをモニタリングするようになっている。
【００３３】
識別された機能エラーから、機能エラーに対応した適切なエラー応答過程を導入することができる。例えば機械的な機能エラーが生じている場合には、燃料噴射弁の適切な制御によって燃料噴射弁は燃料で洗浄され、若しくは機械的に解放される。
【００３４】
識別された電気的な機能エラーの場合には、後続の検出ステップで電気的なエラーをさらに特定して、必要に応じて電気的なエラーに対応した処置を講じるようになっている。
【００３５】
特に、エラー若しくは故障の識別に際して所定の非常運転処置過程を導入し、このために例えば内燃機関の運転モードを変更し、若しくは噴射パラメートを調整するようになっている。例えば識別された電気的な機能エラーの場合に、非常運転処置として故障のある出力領域を遮断するようになっている。別の非常運転処置も考えられる。
【００３６】
図４は、燃料噴射装置５の本発明に基づくモニタリング装置の実施例を示すものである。検出装置４２０は、図示の実施例では本発明に基づく装置４００の構成部分である。燃料貯蔵部３０は、図面では１つの燃料噴射弁４０に接続されている。燃料噴射弁４０は内燃機関のシリンダー１１０内に突入している。圧力センサー６０を用いて圧力検出装置３２０によって、燃料貯蔵部３０内の燃料圧力ｐを検出するようになっている。さらに故障識別装置３１０をシリンダー１１０に接続してある。圧力検出装置３２０及び故障識別装置３１０の信号は、検出装置４２０へ送られる。モニタリング装置４００は、検出された信号を評価し、かつ必要に応じて、検出された機能エラーに対応した適切なエラー応答過程を導入するようになっている。
【００３７】
別の実施例では、本発明に基づくモニタリング装置はエンジン制御装置の構成部分として形成されており、特に圧力検出装置３２０及び故障識別装置３１０はエンジン制御装置の構成部分であってよい。もちろん別の組合せも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】燃料噴射装置を備えた内燃機関の概略図
【図２】出力領域の回路の概略図
【図３】本発明に基づく方法の概略的なフローチャート
【図４】モニタリング装置の概略図
【符号の説明】
【００３９】
１  内燃機関、  ５  燃料噴射装置、  １０，２０  燃料ポンプ、  ３０  蓄圧部、  ４０  燃料噴射弁、  ４５  出力部、  ５０  燃料タンク、  ６０  圧力センサー、  １００  燃焼室、  １１０  シリンダー、  １２０  ピストン、  １５０  入口弁、  １５５  吸引管、  １６０  出口弁、  ２００  点火プラグ、  ３１０  故障識別装置、  ３２０  圧力検出装置、  ４００  モニタリング装置、  ４２０  検出装置、  EV１，EV２  作動部材、  ＨＳＬ，ＧＬＳ１，ＧＬＳ２  スイッチ部材
【図１】
2008531911.tif 000003
【図２】
2008531911.tif 000004
【図３】
2008531911.tif 000005
【図４】
2008531911.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月23日(2007.8.23)
【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】
内燃機関の燃料噴射装置（５）のモニタリングのための方法において、故障識別の信号の評価によって燃料噴射装置の機械的な機能エラー及び電気的な機能エラーを検出して、検出された機能エラーに依存してエラー応答過程を導入することを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置のモニタリングのための方法。
【請求項２】
燃料圧力の評価によって、燃料噴射装置の機能エラーが生じているか否かをモニタリングする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つのシリンダーの識別された故障及び燃料圧力の、所定の閾値を下回る低下に際して、燃料噴射装置の機械的な機能エラーを検出する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
燃料噴射装置（５）の１つの出力領域に所属するシリンダー（１１０）の故障及び燃料圧力の、所定の閾値（ＳＷ）を下回る低下に際して、燃料噴射装置（５）の電気的な機能エラーを検出する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
電気的なエラーの識別に際して、燃料噴射弁（４０）の制御のための出力段（４５）の電気的なエラーを付加的にモニタリングする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
機能エラーに依存してエラー応答過程として内燃機関を非常運転モードで作動させる請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
内燃機関の燃料噴射装置（５）のためのモニタリング装置であって、検出装置は故障識別の信号を検出するようになっている形式のものにおいて、モニタリング装置は故障識別の信号の評価によって燃料噴射装置の機械的な機能エラー及び電気的な機能エラーを検出するようになっており、かつモニタリング装置は、検出された機能エラーに依存してエラー応答過程を導入するようになっていることを特徴とする、内燃機関の燃料噴射装置のためのモニタリング装置。
【請求項８】
プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品であって、プログラムが機械読み取り式のキャリアに記憶されている形式のものにおいて、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法の実施のために、プログラムはコンピュータ若しくは制御装置で実行されるようになっていることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【国際調査報告】
2008531911.tif 000007
2008531911.tif 000008
2008531911.tif 000009
2008531911.tif 000010
2008531911.tif 000011
2008531911.tif 000012