JP2016061296A - Operational method of internal combustion engine, and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関を運転するための方法と内燃機関に関する。 The present invention relates to a method and an internal combustion engine for operating an internal combustion engine.
出力を高めるために内燃機関に供給された空気を圧縮する過給ユニットを備えた内燃機関がよく知られている。空気の圧縮に伴って温度が上昇し、この温度上昇はさらに内燃機関の出力低下、それどころか損傷さえも引き起し得る。この不所望な温度上昇を避けるために、このような過給式内燃機関は一般的に冷却装置を備えている。圧縮された空気は燃焼室内に吸い込まれる前に、この冷却装置によって冷却可能である。 2. Description of the Related Art An internal combustion engine having a supercharging unit that compresses air supplied to the internal combustion engine in order to increase output is well known. The temperature rises as the air is compressed, and this temperature rise can further cause a reduction in the output of the internal combustion engine, or even damage. In order to avoid this undesired temperature increase, such a supercharged internal combustion engine is generally provided with a cooling device. The compressed air can be cooled by this cooling device before being sucked into the combustion chamber.
冷却装置の故障の際は、加熱された空気、すなわち暖かすぎる空気が吸い込まれるという危険があり、その結果内燃機関の出力低下、それどころか損傷さえも起こり得る。 In the event of a failure of the cooling device, there is a risk that heated air, i.e. too warm air, is drawn in, which can result in a reduction in the output of the internal combustion engine, or even damage.
本発明の課題は、吸気系を効果的に監視することにより、内燃機関の運転を制御することである。 An object of the present invention is to control the operation of an internal combustion engine by effectively monitoring the intake system.
本発明の課題は、第1方法ステップにおいて第1測定装置によって吸気系内の温度が測定され、第2方法ステップにおいて、吸気系内の温度が内燃機関の周囲温度に依存する閾値と比較される、内燃機関内に空気を案内する吸気系を備えた内燃機関を運転するための方法によって解決される。 The object of the present invention is to measure the temperature in the intake system by the first measuring device in the first method step, and in the second method step, compare the temperature in the intake system to a threshold value that depends on the ambient temperature of the internal combustion engine. This is solved by a method for operating an internal combustion engine with an intake system for guiding air into the internal combustion engine.
従来技術と異なり、本発明による方法では、吸気系内の測定温度が周囲温度に依存する閾値と比較される。内燃機関の運転ユニットの一つが故障すると、この故障は吸気系内の測定温度に基づいて表され、その値はいつかは閾値を上回る。閾値の選択時に周囲温度を考慮することにより、従来技術から知られている監視よりも現実に一層近くまたは状況に一層適合するように監視を行うことができるので有利である。 Unlike the prior art, the method according to the invention compares the measured temperature in the intake system with a threshold that depends on the ambient temperature. If one of the operating units of the internal combustion engine fails, this failure is expressed based on the measured temperature in the intake system, and its value will eventually exceed the threshold. Considering the ambient temperature when selecting the threshold is advantageous because it can be monitored closer to reality or better suited to the situation than the monitoring known from the prior art.
内燃機関は好ましくは車両のための駆動装置として使用される。さらに、吸気系は少なくとも部分的に管状に形成されている。特に、第1方法ステップと第2方法ステップは内燃機関の運転中周期的に繰り返される。 The internal combustion engine is preferably used as a drive for a vehicle. Furthermore, the intake system is at least partially formed in a tubular shape. In particular, the first method step and the second method step are repeated periodically during operation of the internal combustion engine.
本発明の有利な実施形と発展形態は、従属請求項と図を参照した説明から明らかである。 Advantageous embodiments and developments of the invention are evident from the dependent claims and the description with reference to the figures.
本発明の他の実施形によれば、第3方法ステップにおいて、吸気系内の測定温度が偏差を有する場合に、エラーメッセージがメモリユニットに記憶される。メモリユニットは好ましくは不揮発性メモリである。それによって、例えば後で評価のために用いることができるエラーメッセージの集合を記憶することができるので有利である。 According to another embodiment of the invention, in the third method step, an error message is stored in the memory unit if the measured temperature in the intake system has a deviation. The memory unit is preferably a non-volatile memory. Thereby it is advantageous, for example, because a set of error messages can be stored which can be used later for evaluation.
本発明の他の実施形によれば、第4方法ステップにおいて、記憶された少なくとも1つのエラーメッセージが評価される。それによって、記憶されたエラーメッセージの統計的評価に基づいて、適切な防護措置を選択して講じることができるので有利である。統計的な評価により、説得力のある根拠が存在せずに、単一事象が自動的に防護措置を講じることになることが回避されるので有利である。 According to another embodiment of the invention, in a fourth method step, the stored at least one error message is evaluated. This is advantageous because appropriate protective measures can be selected and taken based on a statistical evaluation of the stored error messages. Statistical evaluation is advantageous because it avoids a single event automatically taking protective action without a compelling basis.
本発明の他の実施形によれば、第5方法ステップにおいて、第4ステップの評価に依存して、内燃機関の運転方法が決定される。それによって、内燃機関が損傷しないように保護されるので有利である。その際、内燃機関のための防護措置として、エラーメッセージの評価がそのきっかけとなるや否や、トルク低減を講じることができる。 According to another embodiment of the invention, in the fifth method step, the operating method of the internal combustion engine is determined depending on the evaluation in the fourth step. This is advantageous because it protects the internal combustion engine from damage. At that time, as a protective measure for the internal combustion engine, torque reduction can be taken as soon as the evaluation of the error message is triggered.
本発明の他の実施形によれば、周囲温度が第2測定装置によって測定される。その際、第2測定装置は、内燃機関の影響をできるだけ受けずに周囲温度を測定することができるようにするために、内燃機関から離して配置されている。第2測定装置は例えば車両内に設置されている。さらに、周囲温度は、吸気系内の温度と同じ測定周期で、好ましくは同時に測定される。それによって、吸気系内の温度との比較のためにできるだけ同じときの閾値が求められて提供されるので有利である。 According to another embodiment of the invention, the ambient temperature is measured by the second measuring device. At this time, the second measuring device is arranged away from the internal combustion engine so that the ambient temperature can be measured without being affected by the internal combustion engine as much as possible. The second measuring device is installed in a vehicle, for example. Furthermore, the ambient temperature is preferably measured simultaneously with the same measurement period as the temperature in the intake system. This is advantageous because a threshold at the same time is determined and provided for comparison with the temperature in the intake system.
本発明の他の実施形によれば、吸気が、好ましくは吸気系内で準備ステップにおいて冷却される。その際好ましくは、圧縮された空気が冷却回路を介して冷却され、この場合冷却回路は例えばインタークーラを介して吸気系に接続されている。冷却回路は好ましくは、冷却媒体をインタークーラへ運ぶ冷却媒体ポンプを備えている。インタークーラから来る冷却媒体は冷却回路に組み込まれた冷却媒体用冷却器によって再び冷却される。この場合、冷却器の冷却作用は、ファンによっておよび/または − 車両で内燃機関を使用する場合に − 走行風によって、少なくとも補助される。 According to another embodiment of the invention, the intake air is cooled in a preparatory step, preferably in the intake system. Preferably, the compressed air is then cooled via a cooling circuit, in which case the cooling circuit is connected to the intake system, for example via an intercooler. The cooling circuit preferably comprises a cooling medium pump that carries the cooling medium to the intercooler. The cooling medium coming from the intercooler is cooled again by a cooling medium cooler incorporated in the cooling circuit. In this case, the cooling action of the cooler is at least assisted by the fan and / or when the internal combustion engine is used in the vehicle.
本発明の他の実施形によれば、方法が内燃機関の運転開始に対して時間的にずらして開始される。それによって、内燃機関または冷却装置に異常がなくても運転によって発生するエラーメッセージを避けるかまたは除くことができる。例えば、内燃機関が先ず高出力で運転され、続いて長時間停止されるときに、このようなエラーメッセージが発生する。この相では吸気系が強く加熱される。そのとき好ましくは、或る吸入空気積分量が内燃機関に供給されるときに、エラーメッセージの確認またはエラーメッセージの記憶が行われる。それによって、吸気系内の温度が閾値よりも低くなるまで、吸気系内の温度の冷却を確実に行うことができる。 According to another embodiment of the invention, the method is started with a time shift relative to the start of operation of the internal combustion engine. Thereby, even if there is no abnormality in the internal combustion engine or the cooling device, error messages generated by operation can be avoided or eliminated. For example, such an error message occurs when the internal combustion engine is first operated at high power and then stopped for a long time. In this phase, the intake system is strongly heated. At that time, preferably, when a certain intake air integral amount is supplied to the internal combustion engine, an error message is confirmed or stored. Thereby, the temperature in the intake system can be reliably cooled until the temperature in the intake system becomes lower than the threshold value.
本発明の他の実施形によれば、吸気系内の温度が、空気吸込み方向において内燃機関のスロットルバルブの空間的に背後で測定される。それによって、吸い込まれた空気が内燃機関の燃焼室内に吸入される直前に、吸気系の温度が測定されるので有利である。 According to another embodiment of the invention, the temperature in the intake system is measured spatially behind the throttle valve of the internal combustion engine in the direction of air intake. This is advantageous because the temperature of the intake system is measured immediately before the sucked air is taken into the combustion chamber of the internal combustion engine.
本発明の他の対象は、
吸気系内の温度を測定するための第1測定装置、
吸気系内の温度を周囲温度に依存する閾値と比較するための比較ユニットとおよび/または
比較ユニットで確認された、吸気系内の温度による閾値の超過を記憶するための記憶ユニット
を備えている、内燃機関、特に過給式内燃機関である。
Another subject of the invention is
A first measuring device for measuring the temperature in the intake system;
A comparison unit for comparing the temperature in the intake system with a threshold value depending on the ambient temperature and / or a storage unit for storing an excess of the threshold value due to the temperature in the intake system as confirmed by the comparison unit An internal combustion engine, in particular a supercharged internal combustion engine.
従来技術に対して、本発明に係る内燃機関は、吸気系内の温度による閾値の超過をエラーメッセージとして記憶することができる好ましくは不揮発性メモリユニットを備えている。それによって、エラーメッセージの集合を提供することができる。このエラーメッセージの集合に基づいて、運転ユニットの一つの故障をエラーメッセージの単一事象と区別することができる評価が可能である。それによって、エラーメッセージが単一事象であったときに、内燃機関の運転を妨害する不要な防護措置を講じないで、内燃機関が効果的に監視される。 In contrast to the prior art, the internal combustion engine according to the present invention preferably includes a non-volatile memory unit capable of storing an error message indicating that a threshold value has been exceeded due to the temperature in the intake system. Thereby, a set of error messages can be provided. Based on this set of error messages, it is possible to evaluate that one failure of the operating unit can be distinguished from a single event in the error message. Thereby, when the error message is a single event, the internal combustion engine is effectively monitored without taking unnecessary protective measures that interfere with the operation of the internal combustion engine.
本発明の他の実施形によれば、内燃機関は、エラーメッセージとして記憶された、吸気系内の温度による閾値の超過を評価するための評価ユニットを備えている。それにより、評価ユニットによって、記憶されたエラーメッセージから、内燃機関を保護するための対策が必要であるかどうかを決定することができる。 According to another embodiment of the invention, the internal combustion engine comprises an evaluation unit for evaluating an excess of the threshold due to the temperature in the intake system, stored as an error message. Thereby, the evaluation unit can determine from the stored error message whether measures are required to protect the internal combustion engine.
本発明の他の実施形によれば、内燃機関は内燃機関の運転方法を決定するための制御ユニットを備えている。この制御ユニットによって、例えば暖かすぎる空気の吸込みを防止する防護措置を、直接的におよび/または評価に基づいて講じることができるので有利である。それによって、内燃機関の不所望な出力低下および損傷を回避することができる。 According to another embodiment of the invention, the internal combustion engine comprises a control unit for determining how to operate the internal combustion engine. With this control unit it is advantageous, for example, that protective measures can be taken directly and / or on the basis of an evaluation, for example to prevent the intake of too warm air. Thereby, undesired power reduction and damage of the internal combustion engine can be avoided.
本発明の他の実施形によれば、第1測定装置が内燃機関内に空気を案内する吸気系内に配置され、この場合第1測定装置はスロットルバルブと内燃機関の吸気管の間に配置されている。それによって、吸い込まれた空気の実際の状態を監視することができるので有利である。さらに、周囲温度を測定するための第2測定装置が設けられている。 According to another embodiment of the invention, the first measuring device is arranged in an intake system for guiding air into the internal combustion engine, in which case the first measuring device is arranged between the throttle valve and the intake pipe of the internal combustion engine. Has been. This is advantageous because the actual state of the inhaled air can be monitored. Furthermore, a second measuring device for measuring the ambient temperature is provided.
本発明の他の実施形によれば、冷却装置が吸気を冷却する。冷却装置は好ましくは冷却回路を備え、この冷却回路には冷却媒体ポンプ、インタークーラおよび冷却媒体用冷却器が組み込まれている。圧縮された空気を、燃焼室に吸い込まれる前に、冷却装置によって冷却することができるので有利である。 According to another embodiment of the invention, the cooling device cools the intake air. The cooling device preferably comprises a cooling circuit, which incorporates a cooling medium pump, an intercooler and a cooling medium cooler. Advantageously, the compressed air can be cooled by a cooling device before being sucked into the combustion chamber.
内燃機関は好ましくは、吸い込まれた空気を出力向上のために吸入の前に圧縮する過給ユニットを備えている。冷却装置によって、圧縮された空気を冷却することができる。冷却装置の機能をチェックするために、第1測定装置は吸気系内の温度を測定し、周囲温度に依存する閾値と比較する。吸気系内の温度が閾値を上回ると、好ましくは適当なエラーメッセージがメモリユニットとして役立つ不揮発性メモリに記憶される。記憶されたエラーメッセージはさらに、防護措置として設けられた内燃機関の運転方式を決定するために、統計的評価のために用いられる。防護措置として例えばトルク低減を行うことが決定される。制御ユニットを用いてトルク低減が実現される。記憶ユニット、評価ユニット、比較ユニットおよび/または制御ユニットは内燃機関上に直接配置する必要はなく、例えば離して車両内に配置可能であることは、専門家にとって明らかである。 The internal combustion engine is preferably equipped with a supercharging unit that compresses the sucked air before suction for increased power. The compressed air can be cooled by the cooling device. In order to check the function of the cooling device, the first measuring device measures the temperature in the intake system and compares it with a threshold that depends on the ambient temperature. When the temperature in the intake system exceeds a threshold value, an appropriate error message is preferably stored in a non-volatile memory that serves as a memory unit. The stored error message is further used for statistical evaluation to determine the operating mode of the internal combustion engine provided as a protective measure. For example, it is determined to perform torque reduction as a protective measure. Torque reduction is realized using the control unit. It will be clear to the expert that the storage unit, the evaluation unit, the comparison unit and / or the control unit do not have to be arranged directly on the internal combustion engine, for example they can be arranged separately in the vehicle.
本発明の他の詳細、特徴および効果は、図面と、図面に基づく有利な実施の形態の次の説明から明らかになる。その際、図面は、本質的な本発明思想を限定することのない本発明の単なる例示的な実施の形態を示す。 Other details, features and advantages of the invention will become apparent from the drawings and the following description of advantageous embodiments based on the drawings. In so doing, the drawings show merely exemplary embodiments of the invention without limiting the essential inventive idea.
異なる図において、同じ部品には同じ参照符号が付けてあるので、通常その都度一度だけしか名称を言わないかまたは言及しない。 In the different figures, the same parts are provided with the same reference signs, so that they are usually only named or mentioned once each time.
図1には、本発明の例示的な実施の形態に係る内燃機関の一部が示してある。内燃機関は好ましくは、車両を駆動するために使用される内燃機関である。特に、内燃機関は過給ユニットを備えている。この過給ユニットによって、内燃機関の出力を高めるために空気が圧縮され、内燃機関の吸気管または燃焼室の方へ案内される。その際、過給ユニットは吸気系4を介して吸気管または燃焼室に空気を案内するように接続されている。空気の圧縮は温度上昇を伴う。従って、暖められた空気が吸気管から燃焼室に吸い込まれる前に、空気を冷却する必要がある。図示した実施の形態では、冷却装置として、過給ユニットから来る空気2を冷却する冷却回路が設けられている。その際特に、冷却媒体が冷却媒体ポンプ9によってインタークーラ7に案内される。このインタークーラ7は吸気系4を少なくとも部分的に覆っているかまたは取り囲んでいる。インタークーラ7は特に、吸気系4を介して吸気系4内の圧縮された空気にインタークーラ7の冷却作用を伝達することができるように、吸気系4に接続されている。インタークーラ7から来る冷却媒体を冷却するために、冷却媒体用冷却器8が設けられている。冷却器8は冷却媒体の冷却を補助するために、ファン11および/または走行風6を利用する。冷却装置が不測の故障を生じ、それによって暖かい空気が吸気管内に持続的に案内されると、出力低下の危険、それどころか内燃機関の損傷の危険を生じる。この危険に対処するために、第1測定装置1によって、吸気系4内の温度と、特に有利には内燃機関のスロットルバルブ5と燃焼室の間の吸気系4内の温度が測定される。さらに、吸気系4内の測定温度が閾値と比較される。この閾値は周囲温度、すなわち内燃機関または吸気系4の外の温度に依存する。周囲温度を測定するために、第2測定装置が内燃機関の周囲に配置され、例えば車両内に設置されている。第2測定装置を介して、好ましくは平行して、すなわちほぼ同時に、周囲温度が測定される。それによって、できるだけ最新の閾値が比較のために、吸気系4内の測定温度に供される。吸気系内の温度が閾値を上回ると、エラーメッセージが好ましくは不揮発性のメモリユニットに記憶される。記憶された多数のエラーメッセージの特に統計的評価に基づいて、内燃機関のそれ以降の運転またはそれ以降の運転方法が決定される。統計的評価によって、単一事象として発生したエラーメッセージの場合性急な決定になることが防止されるので有利である。さらに、エラーメッセージのこの評価によって、内燃機関の保護のために対策を講じることが容易である。例えば、内燃機関のそれ以降の運転においてトルクを低下させることが制御ユニットを介して決定される。
FIG. 1 shows a part of an internal combustion engine according to an exemplary embodiment of the present invention. The internal combustion engine is preferably an internal combustion engine used to drive a vehicle. In particular, the internal combustion engine includes a supercharging unit. By this supercharging unit, air is compressed in order to increase the output of the internal combustion engine and guided toward the intake pipe or the combustion chamber of the internal combustion engine. At this time, the supercharging unit is connected to guide the air to the intake pipe or the combustion chamber via the
さらに、冷却回路が機能するにもかかわらず、場合によって発生するエラーメッセージが除外される。このような状況は例えば、内燃機関が長時間高出力で運転され、続いて長時間停止されるときに発生する。この相では、吸気系4が加熱され、それによって吸気系4内の温度が大きく上昇する。そのとき発生するエラーメッセージを除外するために、或る積分空気質量が内燃機関に供給されたときに初めてエラーメッセージの決定が開始されることが好ましい。それによって、吸気系内の温度が閾値以下に確実に低下させられるので有利である。
In addition, error messages that occur in some cases despite the cooling circuit functioning are excluded. Such a situation occurs, for example, when an internal combustion engine is operated at a high output for a long time and then stopped for a long time. In this phase, the
1 測定装置
4 吸気系
1 Measuring
Claims (14)
第1方法ステップにおいて第1測定装置(1)によって前記吸気系(4)内の温度が測定され、
第2方法ステップにおいて、前記吸気系(4)内の温度が前記内燃機関の周囲温度に依存する閾値と比較される、方法。 A method for operating an internal combustion engine with an intake system (4) for guiding air into the internal combustion engine,
In the first method step, the temperature in the intake system (4) is measured by the first measuring device (1),
In a second method step, the temperature in the intake system (4) is compared with a threshold value that depends on the ambient temperature of the internal combustion engine.
前記吸気系内の前記温度を周囲温度に依存する閾値と比較するための比較ユニットと
を備えている、内燃機関、特に過給式内燃機関。 A first measuring device (1) for measuring the temperature in the intake system;
An internal combustion engine, in particular a supercharged internal combustion engine, comprising a comparison unit for comparing the temperature in the intake system with a threshold value depending on the ambient temperature.
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