(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャを備えている内燃機関における障害を検出する方法において、
内燃機関の調量システムにおける吸気導管中の給気圧（Ｐ）をエンジンブレーキ作動時において測定し、かつ
噴射されるべき燃料量が０でありかつ
次の条件の少なくとも１つが充足されている、すなわち
ｉ）  前記給気圧（Ｐ）が期待される値から偏差しているか、
ｉｉ）  前記給気圧（Ｐ）の、予め定めた時間内の変化が許容変化（ＳＡ）以上に上昇している
ときにだけ、コントロールされない噴射を燃料調量システムの障害として検出する
ことを特徴とする障害検出方法。
【請求項２】
前記給気圧（Ｐ）が前以て決めることができるしきい値から偏差しているときに、障害を検出する
請求項１記載の障害検出方法。
【請求項３】
前記しきい値（Ｓ）は少なくとも、給気圧に影響を及ぼす設定部材に供給される制御信号（ＡＰ）に依存して前以て決めることができる
請求項２記載の障害検出方法。
【請求項４】
前記許容変化（ＳＡ）は、内燃機関の少なくとも回転数（Ｎ）および／または制御信号（ＡＰ）に依存して前以て決めることができる
請求項３記載の障害検出方法。
【請求項５】
障害が検出されたときに、内燃機関の発生される出力が低減される作用をする障害対抗措置を開始する
請求項１から４までのいずれか１項記載の障害検出方法。
【請求項６】
ターボチャージャを備えている内燃機関における障害を検出する装置において、
内燃機関の調量システムにおける吸気導管中の給気圧（Ｐ）をエンジンブレーキ作動時において測定し、かつ
噴射されるべき燃料量が０でありかつ
次の条件の少なくとも１つが充足されている、すなわち
ｉ）  前記給気圧（Ｐ）が期待される値から偏差しているか、
ｉｉ）  前記給気圧（Ｐ）の、予め定めた時間内の変化が許容変化（ＳＡ）以上に上昇している
ときにだけ、コントロールされない噴射を燃料調量システムの障害として検出する
手段が設けられている
ことを特徴とする障害検出装置。
【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、殊に自己点火型内燃機関における障害を検出する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関における障害を検出するためのこの種の方法およびこの種の装置は例えば、米国特許第５２４１９３３号明細書から公知である。そこには、コモン・レール・システムにおける高圧回路の領域における障害を検出するための方法および装置が記載されている。そこに記載されている装置ではレールにおける圧力が調整される。圧力調整回路の設定量が前以て決められた領域の外側にあると、装置は障害について検出する。
【０００３】
この装置では、著しい圧力降下があって漸く検出されるという点で不都合である。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３８０３０７８号公報からも、内燃機関における障害検出方法および装置が公知である。この装置では、エンジンブレーキ作動時に噴射すべき燃料量を決定する設定部材が、噴射が行われる機械的なストッパまで移動させられる。この作動状態において所謂ニードル運動センサにおいてパルスが発生されると、障害があるものとされる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１２９６８６号公報から、過給によって作動される内燃機関における給気圧制御装置が公知である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の内燃機関における障害検出装置および方法において出来るだけ確実に検出することができるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、独立請求項に記載の構成によって解決される。
【０００８】
本発明の方法および本発明の装置を用いて、障害、殊に燃料調量の分野における障害を確実かつ簡単に検出することができる。殊に、電磁弁制御される燃料調量装置における狭窄する電磁弁または分配型ポンプにおける偏心板のすり切れないし直列ポンプにおける調整ロッド破断を確実に検出することができる。
【０００９】
本発明の有利でかつ効果的な実施例および改良例はその他の請求項に記載されている。
【００１０】
【実施例】
次に本発明を図示の実施例に付き図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
以下に本発明の装置を、燃料調量が１つまたは複数の電磁弁を用いて制御される、自己点火形内燃機関の例に基づいて説明する。図１に図示の実施例は所謂コモン・レール・システムに関する。しかし本発明の手法はこの種のシステムに制限されていない。それはすべての燃料調量システムに使用することができる。殊に、吐出開始および／または吐出終了が１つの電磁弁によって制御される所謂分配型噴射ポンプにおいても相応に実施することができる。
【００１２】
本発明の手法は、例えばポンプ・ノズル・システム、ポンプ・導管・ノズル・システム、分配型ポンプ、直列ポンプのような別の燃料調量システムにおいてもおよび外部点火される内燃機関においても使用することができる。
【００１３】
１００で内燃機関が示されている。内燃機関には吸気導管１０５を介して新気が供給されかつ内燃機関は排気導管１１０を介して排気ガスを放出する。排気導管１１０はターボチャージャのタービン１８０に導かれている。タービン１８０は駆動部１９５を介してターボチャージャの圧縮機１９０に接続されている。圧縮機１９０は吸気導管１０５にも接触している。吸気導管１０５にセンサ１９６が配設されており、それはそこに生じている圧力を検出する。この圧力は以下に給気圧ＰＬ（Ladedruck＝チャージング・エア・プレッシャー）とも表す。
【００１４】
図示の内燃機関は４シリンダ内燃機関である。この方法は任意の別のシリンダ数にも使用することができる。内燃機関のそれぞれのシリンダに、インジェクタ１２０，１２１，１２２および１２３が配属されている。インジェクタには電磁弁１３０，１３１，１３２および１３３を介して燃料が調量されて供給される。燃料は所謂レール１３５からインジェクタ１２０ないし１２３を介して内燃機関１００のシリンダに達する。レール１３５における燃料は高圧ポンプ１４５によって調整設定可能な圧力にされる。高圧ポンプ１４５は電磁弁１５０を介して燃料吐出ポンプ１５５に接続されている。燃料吐出ポンプは燃料貯蔵容器１６０に接触している。
【００１５】
弁１５０はコイル１５２を有している。電磁弁１３０ないし１３３はコイル１４０，１４１，１４２および１４３を含んでおり、これらには出力段１７５を用いて電流を供給することができる。出力段１７５は有利には、制御装置１７０に設けられており、制御装置はコイル１５２も制御する。更に、センサ１７７が設けられており、センサはレール１３５における圧力を検出しかつ相応の信号を制御装置１７０に送出する。
【００１６】
タービン１８０には、該タービンに排気ガスを案内することができる導管が並列に接続されている。この導管の横断面は、排気ガスに対する設定部材１９７を用いて制御装置１７０から制御信号ＡＰを用いて制御することができる。制御信号ＡＰは設定部材１９７の位置を決定しかつこれにより迂回導管の開口横断面を決定する。信号ＡＰのキーイング比に依存して、タービンの駆動のために使用されない種々異なった排気ガス量が生じる。この種の設定部材１９７は通例、ウェースト・ゲートと称される。
【００１７】
この装置は次のように動作する：燃料吐出ポンプ１５５が燃料を貯蔵容器から弁１５１を通って高圧ポンプ１４５に吐出する。高圧ポンプ１４５はレール１３５に前以て決めることができる圧力を形成する。通例圧力値はレール１３５における８００ｂａｒより大きめに実現される。その際コイルに対する制御信号はインジェクタ１２０ないし１２３による燃料の噴射開始および噴射終了を確定する。制御信号は制御装置１７０によって、例えば運転者の要望、回転数および別の量のような種々異なった作動条件に依存して確定される。
【００１８】
電磁弁１３０ないし１３３の１つが正しく閉鎖および開放されていなければ、内燃機関に許容されない燃料噴射が行われるということが生起し得る。このために、内燃機関が望まないのに加速されたりまたはその上内燃機関の過熱、内燃機関の過回転数および／または許容されない燃焼圧力によって損傷が生じることになる。
【００１９】
電磁弁制御される分配型噴射ポンプでは普通、電磁弁が閉鎖されているとき、噴射が行われるように配設されている１つの電磁弁が設けられている。電磁弁がその閉鎖されている位置においてまたは不都合な中間位置に留まっているとき、同様に許容されない燃料噴射が行われる。
【００２０】
内燃機関１００に生じる排気ガスはターボチャージャのタービン１８０を駆動する。駆動する排気ガスの量は設定部材１９７によって影響を及ぼすことができる。この設定部材に代わって、給気圧に影響を及ぼす別の設定部材を使用することもできる。すなわち、例えば駆動部１９５に相応に影響を及ぼすようにすることもできる。更に、給気圧に影響を及ぼすために、タービンの案内羽根の幾何学形状を移動調整することができる。駆動部１９５を用いて圧縮機１９０はタービン１８０によって相応に駆動される。センサ１９６は内燃機関と圧縮機との間の吸気導管１０５における圧力を検出する。
【００２１】
本発明によれば、吸気導管１０５における圧力ＰＬおよび／または圧力の変化が内燃機関におけるコントロールされない噴射に対する尺度として使用することが認識された。噴射量が高められると、タービンを駆動する排気ガス量が高められ、これにより圧力ＰＬも上昇する。給気圧および／または給気圧の変化が期待された値と相違しているとき、障害が検出されかつ適当な方法において操作介入される。
【００２２】
この方法の可能な実現例が図２にフローチャートとして示されている。
【００２３】
本発明によれば、給気圧が前以て決められた状態において期待される値をとっているかどうかが検査される。ノーであれば、障害が検出される。作動状態として、障害のない場合に内燃機関において燃料の噴射が行われない状態が選択される。
【００２４】
第１の質問部２０１において、スタート過程が終了しかつ所謂スタートビットがトリガされたかどうかが検査される。このために例えば、回転数がスタート回転数ＮＳより大きいかどうかも検査される。ノーであれば続いて、通常の制御プログラムに移行するステップ２０６が実行される。
【００２５】
スタート過程が正しく終了したかおよび／または回転数Ｎがスタート回転数ＮＳより大きければ、走行ペダルが操作されているかどうかを検査する質問部２０２が続く。このために例えば、走行ペダル位置ＦＰが０に等しいかどうかが検査される。ノーであれば、同様にステップ２０６が続く。
【００２６】
イエスであれば、走行速度制御器が働いているかどうかを検査する質問部２０３が続く。イエスであれば、同様にステップ２０６が続く。走行速度制御器が働いていなければ、質問部２０４が続く。これは、外部の量介入操作が生じているかどうかを検査する。この種の外部の量介入操作は例えば、変速機制御部および／または牽引モーメント制御部によって要求することができる。このために、外部の量要求ＱＫＥが０に等しいかどうかが検査される。ノーであれば、同様にステップ２０６が続く。
【００２７】
イエスであれば、質問部２０５に続く。これは、制御装置１７０が前以て決める噴射すべき燃料量ＱＫが０に等しいかどうかを検査する。ノーであれば、ステップ２０６が続く。噴射すべき燃料量ＱＫが０に等しければ、ステップ２０８において本来の障害検査が始まる。
【００２８】
上述した質問すべてを処理することができる。しかし個々の質問が省略されるようにすることもできる。例えば、外部量操作介入のないまたは走行速度制御器のない車両では相応の質問を省略することができる。
【００２９】
ステップ２０８において計数器ｔは０にセットされる。引き続いてステップ２１０において、実給気圧Ｐおよび制御信号ＡＰが設定部材１９７の制御のために検出される。
【００３０】
ステップ２２０において有利には、特性マップから、給気圧Ｐに対する期待される値Ｓが、内燃機関の制御信号ＡＰおよび／または回転数ないし別の作動特性量の関数Ｆとして読み出される。引き続く質問部２３０は、測定された給気圧と値Ｓとの間の差の大きさがΔより小さいかどうかを検査する。イエスであれば、改めてステップ２１０が行われる。
【００３１】
ノーであれば、すなわち給気圧が給気圧に対して期待される値とは異なっていれば、ステップ２４０において計数器ｔが１だけ高められる。質問部２５０は、時間計数器ｔがしきい値ｔＳより大きいかまたはそれに等しいかどうかを検査する。ノーであれば、改めてステップ２１０が行われる。イエスであれば、ステップ２６０において障害が検出されかつ相応の措置が開始される。
【００３２】
本発明によれば、質問部２０１および２０５を用いて検出される、例えばエンジンブレーキ作動のような適当な作動状態が生じているとき、測定された給気圧が期待される値Ｓと比較される。この値が期待される値と一致しないとき、すなわち高められた給気圧が測定されると、エンジンブレーキ条件にも拘わらず燃料が噴射される。このことから、量を決定する電磁弁が障害を以て動作していることが推測される。上述の条件が満たされているとき、チャタリング時間ｔｓの経過後、内燃機関の発生される出力を低減するように作用する相応の障害対抗措置が導入される。
【００３３】
この措置として個別にまたは共通に、吸気導管に配設されている、吸入された空気を絞る絞り弁が、回転数が許容最高値に低下するように制御されるように設定することができる。別の措置として、燃料量制御に対する目標量が零にセットされるように設定することができる。ポンプの前またはポンプ中の燃料流入口に配設されているカットオフ弁（Abshaltventil）を設けるようにすれば、特別有利である。その場合カットオフ弁は、回転数が安全値に低下するかまたは内燃機関が停止されるように制御される。更に、噴射調整器を遅れ方向に調整することができる。更に、障害メモリが相応にセットされる。
【００３４】
これらに対して択一的におよび／または補充的に、給気圧Ｐが前以て決めることができる時間間隔ＴＷ内で許容値ＳＡ以上に上昇しているかどうかが検査される。相応の実施例は図３にフローチャートそして示されている。第１の質問部３００は、障害検出が実施可能である相応の状態が存在しているかどうかを検査する。この検査は図２で説明したように、質問部２０１ないし２０５の処理によって行われる。
【００３５】
相応の作動状態が存在していれば、ステップ３０８が続く。ステップ３０８において、時間計数器ｔが０にセットされる。引き続くステップ３１０においてセンサ１９６は給気圧Ｐ（Ｋ）を検出する。引き続いて時間計数器ｔはステップ３２０において１だけ高められる。引き続く質問部３３０は、待機時間ｔＷが経過したかどうかを検査する。ノーであれば新たにステップ３２０が行われる。
【００３６】
待機時間ｔＷの経過後、ステップ３４０において、給気圧の新しい値Ｐ（Ｋ＋１）が検出される。ステップ３５０において、前の値Ｐ（Ｋ）と新しい値Ｐ（Ｋ＋１）との差ＰＡが形成される。この差ＰＡは、待機時間ｔＷ期間の圧力変化、殊に圧力上昇に対する尺度である。
【００３７】
引き続く質問部３６０は、差ＰＡがしきい値ＳＡより大きいかどうかを検査する。しきい値ＳＡは、その前にステップ３５５において、例えば制御信号ＡＰおよび機関回転数Ｎのような種々の量を基準にして決定されたものである。値ＳＡは有利には特性マップから読み出される。ノーであれば、ステップ３７０において前の値Ｐ（Ｋ）が新しい値Ｐ（Ｋ＋１）によってオーバライトされる。引き続いてステップ３１０が続く。質問部３６０が、給気圧の上昇が許容値ＳＡより大きかったことを検出すると、ステップ３８０は障害を検出しかつ、図２において説明したような相応の措置を開始する。
【００３８】
２つの措置を相互に組み合わせる、すなわち２つの条件が検査されるようにすれば特別有利である。別の有利な解決法は、１つおよび／または２つの条件を付加的な障害検出として障害検出のための別の公知の方法と組み合わせることにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料調量測定システムのブロック線図である。
【図２】本発明の方法の１つの実施例を説明するフローチャート図である。
【図３】本発明の方法の別つの実施例を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
１００  内燃機関、  １０５  吸気導管、  １２０〜１２３  インジェクタ、
１３０〜１３３  電磁弁、  １７０  制御装置、  １７７，１９６  センサ、
１８０，１９０圧縮機、  １９７  給気圧設定部材
【図１】
0004176853.tif 000002
【図２】
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【図３】
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