JPH10512345A - 燃料調量装置の監視方法および監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディーゼル機関、例えばコモン−レール装置の燃料調量装置の監視方法および監視装置が記載されている。温度センサおよび/または圧力センサの信号が所定の値から異なるときに調量装置の故障を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】 燃料調量装置の監視方法および監視装置 従来の技術 本発明は、請求項１の上位概念による燃料調量装置の監視方法および監視装置 に関する。 このような方法および装置は、ＵＳ−Ａ５ ２４１９３３から公知である。そ こにはコモン−レール装置での高圧回路の監視方法および装置が記載されている 。そこの記載された装置では、レールの圧力が制御される。圧力制御回路の調整 量が所定の領域外にあると、装置はエラーを識別する。 さらに、レールの圧力に基づいてエー等の存在を推定する装置が公知である。 ここでは、ここでは圧力が下側限界値および上側限界値と比較され、圧力が所定 の値領域の外にあるときにエラーが識別される。 この構成の欠点は、圧力降下が大きいときに初めてエラーが識別されることで ある。 発明の課題 本発明の課題は、冒頭に述べた形式の燃料調量の監視装置および監視方法にお いて、確実に簡単にエラーを識別できるように構成することである。この課題は 本発明の独立請求項に記載された構成によって解決される。 発明の利点 本発明の方法および本発明の装置によって、調量装置におけるエラーを確実に 簡単に識別することができる。とくにコモン−レール装置におけるインジェクタ の故障を確実に検知することができる。 本発明の利点および有利な構成は従属請求項に記載されている。 さらにＤＥ−ＯＳ４４４０７００から、エアバッグセンサによって識別される 事故の場合に、電磁高圧制御器を高圧管路の下流側で完全に開放する方法が公知 である。このことは、燃料調量装置の高圧部での圧力降下につながる。 図面 本発明を以下、図面に示された実施例に基づいて説明する。 図１は本発明の装置のブロック回路図、 図２、３、４はそれぞれ本発明の方法の実施例のフロートチャートである。 以下本発明の装置を、自己着火形内燃機関の例で説明する。この内燃機関では 燃料調量が電磁弁によって制御される。図１に示された実施例は、いわゆるコモ ン−レール装置に該当する。しかし本発明の手段はこの装置に限定されるもので はない。本発明は、相応の燃料調量が可能であるすべての装置に使用することが できる。 １００により内燃機関が示されている。この内燃機関は吸気管路１０５を介し て新鮮空気の供給を受け、排気管路１１０を介して排ガスを放出する。 図示の内燃機関は４気筒内燃機関である。内燃機関の各気筒には、インジェク タ１２０、１２１、１２２、１２３が配属されている。インジェクタには電磁弁 １３０、１３１、１３２、１３３を介して燃料が調量される。燃料はいわゆるレ ール１３５からインジェクタ１２０、１２１、１２２、１２３を介して内燃機関 １００の気筒に達する。 レール１３５の燃料はこう会うポンプ１４５によって調整可能な圧力にもたら される。高圧ポンプ１４５は高圧ポンプ１４５は電磁弁１５０を介して燃料搬送 ポンプ１５５と連結している。燃料搬送ポンプは燃料リザーブ容器１６０と連結 している。 弁１５０はコイル１５２を有する。電磁弁１３０、１３１、１３２、１３３は コイル１４０、１４１、１４２、１４３を有する。これらのコイルにはそれぞれ 出力段１７５により電流を印加することができる。出力段１７５は有利には制御 装置１７０に配置されており、制御装置はコイル１５２も制御する。 さらにセンサ１７７が設けられており、このセンサはレール１３５の圧力を検 出し、相応の信号を制御装置１７０に導く。 １８１から１８４によりセンサが示されている。こ れらのセンサは個々の気筒の燃焼室の温度を検出する。これらのセンサは制御ユ ニット１８０と接続しており、制御ユニットは制御部１７０に信号を供給する。 制御ユニットは自立型制御装置として構成することができる。しかし制御ユニッ トは制御部１７０に組み込むこともできる。 高圧ポンプ１４５とレール１３５との間には圧力制御弁ないし圧力制限弁１９ ０が配置されている。圧力制限弁１９０は、高圧ポンプ１４５とレール１３５と の間の接続管路と戻り管路１９５との間に配置されている。戻り管路１９５を介 して燃料がリザーブ容器１６０に戻る。圧力制御弁は制御部１７０から制御する ことができ、相応の制御信号が存在する際にレール１３５と戻り管路１９５との 間、ひいてはリザーバ容器１６０との間の接続を開放する。 本発明の別の実施例では、センサ１８１から１８４は圧力センサとして構成さ れている。これらのセンサは個々の気筒内の燃焼室の燃焼圧力を検出する。 この装置は次のように動作する。燃料搬送ポンプ１５５は燃料をリザーブ容器 から弁１５０を介して高圧ポンプ１４５に搬送する。高圧ポンプ１４５はレール １３５に所定の圧力を形成する。通常、レール１３５内の圧力値は８００＊0.98 6ヘクトパスカルより大きい。 コイル１４０〜１４３に電流が流れることによって 相応の電磁弁１３０〜１３３が制御される。コイルに対する制御信号はここでは 、インジェクタ１２０〜１２３による燃料の噴射開始と噴射終了を設定する。制 御信号は制御装置によって、種々の動作条件、例えば運転者の希望、回転数およ び別のパラメータに依存して設定される。 コモン−レール装置では、インジェクタの持続的噴射が、レール内の質量バラ ンスが平衡のときには簡単に確実に検出することができない。このことは例えば 、電磁弁に持続的に電流が流れている場合、またはインジェクタがロックされる か、または気密性が不十分であるときに発生する。このことは気筒において不所 望のトルク上昇につながることがあり、気筒ピーク圧ないし許容温度を超える場 合には機関の破壊にまで至ることもある。 センサ１８１から１８４によって、各機関気筒の燃焼室の温度が測定される。 気筒の１つの温度が所定の閾値を上回ると、燃料供給が絞られるか、または調整 されるか、またはその他の非常走行手段が開始される。 ディーゼル機関の場合、センサはグロープラグに組み込まれている。これには 、機関に付加的な孔部が必要ないという利点がある。とりわけ、グロープラグの 電気抵抗を温度信号として使用すると有利である。この抵抗は、約係数２から４ で温度領域０から１１００ ℃を変化する。択一的にグロープラグの熱効果を温度信号の生成のために評価す ることもできる。 故障識別のために、燃焼室の目標温度が目標燃料量および機関回転数Ｎに依存 して記憶されている。この目標温度が、燃焼室で測定された温度と比較される。 燃焼室の実際温度が時間ｔｓよりも長時間、温度差Δを越える場合は故障が識別 され、燃料量を大きく低減するか、または遮断する。 前記の温度特性マップが記憶されている場合には、燃料量を機関損傷の前に制 御することができ、車両が意図せず加速する前に燃料量を低減することができる 。機関損傷のみを阻止すべき場合には、簡単な実施例では目標温度を回転数の関 数としてファイルするだけで十分である。 この方法の可能な実現が図２にフローチャートで示されている。ステップ２０ ０で、カウンタｔがゼロにセットされる。引き続きステップ２１０で、瞬時の燃 焼室温度Ｔ１，燃料量ＱＫＳおよび回転数Ｎが検出される。燃料量ＱＫＳとして 、制御部１７０に存在するすべての燃料量信号、例えば目標燃料量または実際燃 料量を使用することができる。 ステップ２２０で特性マップから目標温度ＩＳが燃料量ＱＫＳおよび回転数Ｎ の関数Ｆとして読み出される。 問い合わせ２３０で、実際温度ＴＩと目標温度Ｔｓ との差がΔより小さいか否かが検査される。Δより小さければ新たにステップ２ １０が実行される。小さくなければ、すなわち実際温度が目標温度よりも大きく 異なっていれば、ステップ２４０でタイムカウンタｔが１だけカウントアップさ れる。問い合わせ２５０は、タイムカウンタｔが閾値ｔｓより大きいかまたは等 しいか検査する。大きいかまたは等しくなければ、新たにステップ２１０が実行 される。大きいかまたは等しければ、ステップ２６０で故障が識別され、相応の 手段が開始される。 祈祷の温度値が予想値から偏差すると、相応するインジェクタないし相応する 電磁弁の故障が推定される。 択一的に、複数の気筒について気筒の温度が平均値から偏差することを評価す ることができる。相応の実施例は図３に示されている。 ステップ３００で第１の気筒Ｚ１の温度信号が検出される。相応してステップ ３０１で第２の気筒Ｚ２の温度が検出される。ステップ３０２，３０３で気筒Ｚ ３と気筒Ｚ４の温度信号が検出される。ステップ３１０で４つの信号の振幅が加 算され、４で除算される。これにより４つの温度信号の平均値Ｍが求められる。 ステップ３２０でカウンタｉが０にセットされ、引き続きステップ３３０で１ だけカウントアップされる。問い合わせ３４０は、ｉ番目の気筒の値Ｚｉと平均 値Ｍとの差が閾値Ｓよリも大きいか否かが検査される。大きくなければ、問い合 わせ３５０で、ｉが４より大きいかまたは等しいか、否かが検査される。大きい かまたは等しくなければ、新たにステップ３３０が行われ、ｉが４より大きいかまた は等しいときにはステップ３００が行われる。 問い合わせ３４０で、ｉ番目の気筒Ｚｉの値と平均値Ｍとの差の絶対値が閾値 Ｓより大きいか否かが検査され、ステップ３６０で故障が識別され、相応の手段 が開始される。 図示の方法は４気筒内燃機関の例で説明された。例えばｉのパラメータを相応 に選択することにより、本発明の方法は別の気筒数の内燃機関にも適用すること ができる。 択一的に、温度が所定の時間内で許容値を越えて上昇したか否かを検査するこ ともできる。相応の実施例が図４にフローチャートとして示されている。 第１のステップ４００で、タイムカウンタｔがゼロにセットされる。引き続き ステップ４１０で、温度センサ１８１から１８４の一つが燃焼温度の温度値Ｚ（ ｋ）を検出する。引き続きタイムカウンタがステップ４２０で１だけカウントア ップする。引き続く問い合わせ４３０は、待機時間ｔｗが経過したか否かを検査 する。経過していなければ新たなにステップ４２０が実行される。 待機時間ｔｗの経過後、ステップ４４０で温度の新たな値Ｚ（ｋ＋１）が検出 される。ステップ４５０は引き続き、古い値Ｚ（ｋ）と新しい値Ｚ（ｋ＋１）と の差ＺＡを形成する。この差ＺＡが待機時間ｔｗ中の温度上昇に対する尺度であ る。 これに続いて問い合わせ４６０は、差ＺＡが閾値ＳＡより大きいか否かを検査 する。大きくなければ、ステップ４７０で古い値Ｚ（ｋ）が新しい値Ｚ（ｋ＋１ ）により上書きされる。引き続きステップ４２０が実行される。問い合わせ４６ ０で、温度上昇が許容値よりも大きいことが識別されると、ステップ４８０で故 障が識別される。 前記の実施例で特に有利には、装置が噴射量の増加も低下も両方とも識別する ように構成する。 非常走行手段として、圧力制限弁によってレールの圧力を緩和することができ る。さらに弁１５０を遮断することにより、高圧ポンプ１４５への燃料供給を中 断することができる。 レール１３５の圧力がインジェクタ１２０〜１２３の開放圧より下に低下する と、正しく動作するインジェクタに燃料が流れなくなる。燃料は、気密性のない インジェクタからのみ流れる。 機関の非常走行動作を維持することができるようにするため、レールの圧力を ノズルの開放圧よりわずかに高い値に調整することができる。この手段の場合は 、精密な機関が損傷を受けることもある。なぜなら、気密性のないノズルから多 量の燃料が流れることがあるからである。 確実な非常走行は、機関気をが２つの群に配属し、各群毎に別個の高圧ポンプ 、別個のレールおよび別個の圧力制限弁を使用することにより達成される。この 構成では、過度に高温の燃焼室が診断された気筒群だけが遮断される。第２の気 筒群により非常走行動作を維持することができる。 とくに有利な択一的構成は、温度センサ１８１〜１８４の代わりに、またはこ れに付加的に圧力センサを使用することである。この圧力センサはそれぞれの燃 焼室の圧力に相応する信号を送出する。エラー識別は、温度測定の場合に相応し て行われる。温度信号の代わりに圧力信号を処理する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｕ Ｆ０２Ｍ 47/02 Ｆ０２Ｍ 47/02 55/02 ３５０ 55/02 ３５０Ｅ ３５０Ｚ 63/00 63/00 Ｃ (72)発明者 クラウス マイアー ドイツ連邦共和国 71642 ルートヴィッ ヒスブルク ドロステ−ヒュルスホフ−シ ュトラーセ 42 (72)発明者 ユルゲン ビースター ドイツ連邦共和国 71034 ベープリンゲ ン ブントシューシュトラーセ 21 (72)発明者 ヴェルナー テシュナー ドイツ連邦共和国 70619 シュツットガ ルト ベルンシュタインシュトラーセ 24 (72)発明者 ヴィルヘルム アイベルク ドイツ連邦共和国 71229 レオンベルク アルベルトゥス−マグヌス−シュトラー セ 37 (72)発明者 ヨッヘン ノイマイスター ドイツ連邦共和国 70469 シュツットガ ルト オーデンヴァルトシュトラーセ ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ディーゼル機関、例えばコモン−レール装置の燃料調量装置の監視方法 において、 内燃機関の少なくとも１つの燃焼室の温度および/または圧力を検出するセン サの信号が所定の値から異なるときに調量装置の故障を識別する、ことを特徴と する監視方法。 ２． 温度センサは、燃焼室の温度に相応する信号を送出する、請求項１記載 の方法。 ３． 圧力センサは、燃焼室の圧力に相応する信号を送出する、請求項１記載 の方法。 ４． 信号が所定の閾値から偏差するときに故障を識別する、請求項１から３ までのいずれか１項記載の方法。 ５． 閾値を回転数および/または燃料温度に依存して特性マップにファイル する、請求項４記載の方法。 ６． 信号がすべての気筒についての平均値から偏差するときに故障を識別す る、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 ７． 信号が許容変化以上に上昇するときに故障を識別する、請求項１から６ までのいずれか１項記載の方法。 ８． 温度センサをグロープラグに組み込む、請求 項１から７までのいずれか１項記載の方法。 ９． グロープログの抵抗を温度に対する尺度として評価する、請求項１から ８までのいずれか１項記載の方法。 １０． 故障が識別された場合、レールの圧力を低減する、請求項１から９ま でのいずれか１項記載の方法。 １１． 気筒を２つの群に分け、１つの群で故障が識別されるとき、故障の識 別された群を遮断する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。 １２． ディーゼル機関、例えばコモン−レース装置の燃料調量装置の監視装 置において、 内燃機関の少なくとも１つの燃焼室の温度および/または圧力を検出するセン サの信号が所定の値から異なるときに調量装置の故障を識別する手段が設けられ ている、ことを特徴とする監視装置。