(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）吸気管圧力（ｐｓ）が回転速度測定手段により測定された回転速度（ｎｍｏｔ）及び空気質量流量測定手段により測定された空気質量流量（ｍｓ）に基づいて少なくとも２つの異なる吸気管弁位置に対して計算され、且つそれと同時に吸気管圧力（ｐｓ）が圧力測定手段により測定されるステップと、
ｂ）異なる吸気管弁位置のそれぞれにおいて前記の計算された吸気管圧力と前記の測定された吸気管圧力との差が、形成され且つ吸気管弁の診断のために評価されるステップと
を備えることを特徴とする内燃機関の吸気管切替えのための吸気管弁の機能のモニタリング方法。
【請求項２】
複数の前記差が相互に減算され、その値が所定の限界値と比較され、当該限界値を超えたときにエラー信号が出力されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
空気質量流量（ｍｓ）及び回転速度（ｎｍｏｔ）からの吸気管圧力（ｐｓ）の計算が吸気管の動特性及び吸気管弁位置の関数として行われることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
吸気管圧力（ｐｓ）を相対空気充填量に換算するための係数及び吸気管圧力（ｐｓ）に重ねられる内部残留ガスにより生じる分圧を考慮するための係数が、吸気管弁位置の関数として実験的に求められ且つ特性曲線群内に記憶されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の吸気管切替えのための吸気管弁の機能のモニタリング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特定の回転速度範囲において内燃機関の吸気管内に気柱の共鳴が発生し、この共鳴がシリンダの空気充填を改善するために使用可能である。他の回転速度範囲においてこの効果を達成するために、従来から、吸気管内に配置されている吸気管弁の切替えにより吸気管長さを変化させることが既知である。吸気管長さの変化により他の回転速度において吸気管内に気柱の共鳴が発生し、この気柱の共鳴がこの回転速度においてシリンダの空気充填を改善するために使用可能である。
【０００３】
吸気管切替えを有するこのような内燃機関におけるセットアップ及び制御は吸気管切替えのために機能する吸気管弁が必要となるので、吸気管弁の機能が故障した場合、排気ガスエミッションが限界値を超えることがある。
【０００４】
カリフォルニア環境庁（ＣＡＲＢ）の規定並びにアメリカ連邦規定は、オンボード手段を用いて自動車の排気ガス関連の全ての機能のモニタリングを要求している（オンボード診断、ＯＢＤ）。吸気管弁の機能は排気ガスエミッション値に影響を与えることがあるので、この規定に基づき吸気管弁の機能のモニタリングが必要となる。
【０００５】
吸気管切替えのための吸気管弁の機能の既知のモニタリング方法においては、従来吸気管弁の切替えを行う制御装置内の出力段のみがモニタリングされてきた。しかしながら、この間接モニタリングにおいては吸気管弁の作動が直接モニタリングされないので、これによっては吸気管弁の正常な機能を直接推定することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、できるだけ簡単な技術的手段を用いて吸気管弁の機能の直接的なモニタリングを可能にする内燃機関の吸気管切替えのための吸気管弁の機能のモニタリング方法を提供することが本発明の課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、内燃機関の吸気管切替えのための吸気管弁の機能のモニタリング方法において、
ａ）吸気管圧力が回転速度測定手段により測定された回転速度及び空気質量流量測定手段により測定された空気質量流量に基づいて少なくとも２つの異なる吸気管弁位置に対して計算され、且つそれと同時に吸気管圧力が圧力測定手段により測定されるステップと、
ｂ）異なる吸気管弁位置のそれぞれにおいて前記の計算された吸気管圧力と前記の測定された吸気管圧力との差が、形成され且つ吸気管弁の診断のために評価されるステップと
により解決される。
【０００８】
吸気管弁位置の関数として、前記の計算された吸気管圧力と前記の測定された吸気管圧力との比較により、吸気管切替えのための吸気管弁位置の機能のモニタリングが可能であることは特に有利である。吸気管弁を切り替えたときに圧力が著しく変化する範囲において吸気管弁を切り替えた場合に前記の測定された圧力と前記の計算された圧力との間に偏差が特定されたとき、吸気管切替えは故障していると推定されなければならない。吸気管弁位置の関数として前記の測定された圧力が前記の計算された圧力と比較されて連続的にモニタリングすることにより、吸気管弁位置の機能のモニタリングが可能であることは特に有利である。
【０００９】
このモニタリングが、例えば、異なる吸気管弁位置における前記の計算された吸気管圧力と前記の測定された吸気管圧力との差がそれぞれ相互に減算され、その値が所定の限界値と比較され、当該限界値を超えたときにエラー信号が出力されることにより行われることは有利である。
【００１０】
空気質量流量及び回転速度からの吸気管圧力の計算が吸気管の動特性及び吸気管弁位置の関数として行われることは有利である。
【００１１】
この場合、吸気管の動特性は、吸気管の形状並びに絞り弁の位置、内燃機関のストローク容積、圧縮比及び充填度もまた考慮している。
【００１２】
吸気管圧力を計算するための吸気管形状に依存した係数が吸気管弁位置の関数として実験的に求められ且つ特性曲線群内に記憶されることは有利である。
【００１３】
本発明の他の特徴及び利点が一実施形態の以下の説明並びに図面から明らかである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に内燃機関の吸気管切替えのための吸気管弁の機能のモニタリング方法を図１により説明する。
【００１５】
まず第１のステップＳ１において、第１の吸気管弁位置が設定される。
【００１６】
それに続いて、空気質量流量測定手段により測定された空気質量流量ｍｓ及び機関回転速度測定手段により測定された機関回転速度ｎｍｏｔに基づいて吸気管圧力ｐｓの計算が行われる（ステップＳ２）。
【００１７】
それに続いてステップ３において、吸気管圧力ｐｓが圧力センサにより測定される。
【００１８】
ステップＳ４において、前記の計算された吸気管圧力と前記の測定された吸気管圧力との差が形成され且つ記憶される。
【００１９】
次にステップ５において、第２の吸気管弁位置が設定され、即ち吸気管切替えが操作される。
【００２０】
ステップＳ６において、同様に測定空気質量流量ｍｓ及び測定機関回転速度ｎｍｏｔに基づいて吸気管圧力ｐｓの計算が行われる。
【００２１】
ステップＳ７において、吸気管圧力ｐｓが圧力センサにより測定される。そして、ステップ８において、同様に前記の計算された吸気管圧力と前記の測定された吸気管圧力との差が形成され且つ記憶される。
【００２２】
記憶された両方の差がステップＳ９において相互に減算され、ステップ１０において、この差が所定の限界値を超えているか否かが決定される。これが肯定の場合、ステップＳ１２においてエラー出力が出力される。これが否定の場合、エラー出力は行われない（ステップＳ１１）。
【００２３】
このようにして、空気質量流量計例えば熱膜空気質量流量計を備えた装置において吸気管弁位置又は共鳴弁位置の診断が可能となる。このために、吸気管圧力ｐｓの測定のための追加の吸気管圧力センサのみが必要ではあるが、ある機関制御装置においてはこの吸気管圧力センサが存在するので、このかぎりにおいて追加のセンサは必要ではない。
【００２４】
吸気管ｐｓの計算は、全体が本明細書で参照されるドイツ特許第３２３８１９０号に記載され且つ図２に略図で示されるような既知の方法で行われる。
【００２５】
回路部分の除算段１０において、熱膜空気質量流量計により測定された空気質量流量ｍｓと、回路部分の乗算段１１において定数ＫＵＭＳＲＬと乗算された機関回転速度ｎｍｏｔとから商が形成される。これから内燃機関の吸気管に流入する相対空気充填量が得られる。この相対空気充填量は回路部分の乗算段１２において定数ＫＵＭＤＰＳと乗算されて圧力差に変換され、時間積分段又は時間加算段１３に供給される。
【００２６】
回路要素の時間積分段又は時間加算段１３から出力された信号は吸気管圧力ｐｓに対応する。さらに吸気管圧力ｐｓは、回路要素の減算段１４において内部残留ガスにより形成される分圧ｐｉｒｇを減算し且つ圧力を相対空気充填量に換算するために回路要素の乗算段１５において係数ｆｕｐｓｒｌと乗算した後に吸気管の相対空気充填量ｒｌに変換することができる。この相対空気充填量ｒｌは減算段１６に供給され、減算段１６は乗算段１２の手前に配置され、且つ減算段１６により吸気管に流入する空気質量流量と吸気管から流出する空気質量流量との間の差が既知のようにドイツ特許第３２３８１９０号の２ページ６３行から６ページ２行に説明されているように形成される。
【００２７】
吸気管圧力ｐｓは、吸気管の動特性、特に吸気管弁位置の関数として求められる。この場合、係数ｆｕｐｓｒｌ及びｐｉｒｇは吸気管弁位置の関数であり、実験的に求められ且つ特性曲線群内に記憶される。このように、吸気管弁位置の関数として相対空気充填量、従って吸気管圧力ｐｓの計算が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による内燃機関の吸気管切替えのための吸気管弁の機能のモニタリング方法の略流れ図である。
【図２】測定された空気質量流量及び測定された内燃機関の回転速度に基づいて吸気管圧力を計算するための略ブロック回路図である。
【符号の説明】
１０  除算段
１１、１２、１５  乗算段
１３  時間積分段又は時間加算段
１４、１６  減算段
ｆｕｐｓｒｌ  係数
ＫＵＭＯＰＳ、ＫＵＭＳＲＬ  定数
ｍｓ  空気質量流量
ｎｍｏｔ  機関回転速度
ｐｉｒｇ  内部残留ガスにより形成される分圧
ｐｓ  吸気管圧力
ｒｌ  相対空気充填量
【図１】
0003971510.tif 000002
【図２】
0003971510.tif 000003