JP2017110630A - ピストン‐内燃機関におけるシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視するための方法および作動監視装置 - Google Patents

ピストン‐内燃機関におけるシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視するための方法および作動監視装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ピストン‐内燃機関においてシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視するための方法を提供する。【解決手段】所定のシリンダ圧縮率で内燃機関のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値を検出するステップ(S10)、検出された値をエンジンパラメータの他の値と比較するステップ(S12)、および、比較の結果に応じて、シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置が正確に作動しているかどうかを決定するステップを含む。【選択図】図2

Description

本発明は、ピストン‐内燃機関におけるシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視するための方法および作動監視装置、コンピュータプログラム、および電子メモリ媒体に関する。
自動車分野において許可されるCO排出量の規制強化に伴い、ピストン‐内燃機関の全体的な効率を改善する新しい技術の開発が期待されている。このような技術は、例えば、内燃機関のシリンダにおけるガスのシリンダ圧縮率を可変式に調節し、ノッキング傾向がなく、異なるエンジン作動点におけるシリンダ圧縮率を個別に調節することができるように、内燃機関の最適な作動を達成することである。様々なシリンダ圧縮率は、内燃機関における燃料消費および内燃機関の排ガスにも影響を及ぼす。したがって、シリンダ圧縮率が可変である内燃機関は、実際の車載診断規定にしたがって診断に直結しており、正確な作動のために、エンジン作動時に内燃機関のシリンダ圧縮率の調節が実行されているかが監視される。独国特許出願公開第19955250号により、ピストン‐内燃機関において可変式シリンダ圧縮機の作動監視装置が既知であり、この場合、作動監視のために不安定動作、燃焼室圧力、吸気管圧力、または内燃機関のエンジントルクが評価される。
独国特許出願公開第19955250号
ピストン‐内燃機関においてシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視するための機構において、特に簡単に実施可能であり、正確かつ効率的な機構を提供することが望ましい。
第1態様によれば、ピストン‐内燃機関においてシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視するための方法が提供され、この方法は、所定のシリンダ圧縮率で内燃機関のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値を検出するステップと、検出された値をエンジンパラメータの他の値と比較するステップと、比較の結果に応じて、シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置が正確に作動しているかどうか、すなわち、装置が正確に作動していること、または正確に作動していないことを決定するステップとを含む。
本発明による方法は、内燃機関の1つ以上のシリンダにおけるガスの可変のシリンダ圧縮率が、1つまたは複数のシリンダに閉じ込められた圧縮ガスの動力、内燃機関の構成部材、ひいてはエンジン位置に及ぼす影響を検出し、これにより、シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の正確な、すなわち正常な作動、または不正確な、もしくは誤った、すなわち異常な作動の推論が得られることに基づいている。シリンダ圧縮率が高く、内燃機関のシリンダ内における復元力が高まっている場合、特に内燃機関のドライブトレインが開かれている場合や、点火されずに惰行運転が行われている場合には、エンジン作動時の大きい摩擦、ひいてはエンジン位置の時間特性に変動が生じる。この場合、エンジン位置は、内燃機関のトルクに影響を及ぼす内燃機関の構成部材、例えばクランクシャフトまたはギア入力軸の動作位置によって表すことができる。
この方法により、シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の正確な作動もしくは不正確な作動を突き止めるために、内燃機関における動力伝達経路におけるエンジン位置に関する信号の評価を、特に簡単、効率的、および正確に行うことができる。本発明による方法は、特に内燃機関のピストンもしくはシリンダの動作のための位置センサ装置なしに実施することができる。
一実施形態では、他の値は、装置が正確に作動している場合にシリンダ圧縮時のエンジンパラメータとして予想される参照値であってもよく、比較した場合に検出された値と参照値との差が所定の閾値よりも小さい場合には装置が正確に作動していると決定することができる。反対の結果が生じた場合には、装置が正確に作動していないことを突き止めることができる。これにより、モデル化された参照値を使用して装置の作動方式の妥当性試験を特に簡単に行うことが可能となる。
一実施形態では、他の所定の異なるシリンダ圧縮率における他の値を検出することができ、比較時に、検出された値と他の値との差が所定の閾値よりも大きい場合には装置が正確に作動していることを決定することができる。反対の結果が生じた場合には、装置が正確に作動していないことを突き止めることができる。特にエンジンパラメータの上記値および他の値は、極端なシリンダ圧縮率、例えば最小限のシリンダ圧縮率または最大限のシリンダ圧縮率において検出することができる。この措置は、エンジン作動時の様々なシリンダ圧縮率の間の直接比較を可能にし、したがって、このような措置により、参照値をモデル化することなしに、できるだけ簡単で効率的な作動監視を行うことができる。
特に作動監視装置の積極的な診断を保証するために、エンジンパラメータの値を検出する前に、所定のシリンダ圧縮率および/または他の様々なシリンダ圧縮率を設定することができる。
一実施形態では、エンジン始動段階またはエンジン停止段階における値および随意に別の値を検出することができ、この場合、ドライブトレインが開かれているか、または特に点火されずに惰行運転が行われている状態で内燃機関を作動することができる。エンジン始動段階にドライブトレインが開かれているか、もしくはエンジン停止段階にエンジン惰行運転が行われる作動モードでは、特に実際に生じたシリンダ圧縮率を作動監視のために利用することが可能である。方法の再現性および精度を保証するために、特に、検出の開始時に初期のエンジン位置の違いを考慮し、および/またはスタータによって設定された電気出力の差、スタータの効率、供給電圧、その他の負荷、周辺条件(温度、気圧など)などの影響を補正することができる。特に、方法の有利な構成では、複数のエンジン始動段階およびエンジン停止段階を有する始動-停止内燃機関において上記値および他の値を利用し、連続するエンジン始動段階およびエンジン停止段階においてそれぞれ異なるシリンダ圧縮率を設定し、これらの異なるシリンダ圧縮率について検出された値を相互比較することができる。
一実施形態では、検出するステップは、特に所定の初期エンジン位置および初期エンジン回転数から出発して目標エンジンン回転数に至るまでの、エンジンパラメータの値を時間に依存して検出することを含んでいてもよい。これにより、エンジンパラメータの複数の値と他の値との比較を行うことができるので、装置の特に正確な作動監視が可能となる。
一実施形態では、検出された値および随意に他の値から、比較のために特徴的な指標を得ることができる。指標は、例えば初期のエンジン回転数から出発して望ましいエンジン回転数または望ましい回転数差に達するまでの所要時間、最大、最小または平均的なセグメント時間、検出された値の最大値と最小値との比率、または参照値に対する上記値の時間特性の全体的なずれを含む。この場合、「セグメント」は、クランクシャフトまたはギア入力軸の所定の角度回転、例えばそれぞれの軸の1/4回転であってもよい。セグメント時間は、セグメント、すなわち角度回転に割り当てられた所要時間に対応していてもよい。特に、比較時に、特徴的な指標と、他の値によって検出することのできる適宜な指標とを比較することもできる。このような措置により、エンジン位置の予想される推移を意図的に分析することができるので、方法の精度を高めることができる。
一実施形態では、クランクシャフトのクランクシャフト位置、および/または、特にクラッチの前方に配置されているギア入力軸の位置によってエンジン位置を示すこともできる。この場合、例えば、クランクシャフトに取り付けられており、位置および/または回転角度の形式でクランクシャフト位置を検出するために用いられる位置センサおよび/または、クランクシャフトに取り付けられており、クランクシャフト位置のための角度センサに結合された検出歯車を介してクランクシャフト位置を検出することができる。この場合、角度センサのセグメント時間は、クランクシャフトの回転の経時的な角度増分の大きさに相当する。クランクシャフト位置を直接に検出し、検出歯車の角度回転を検出するために共通のセンサを使用することもできる。特にドライブトレインが開かれている運転モードでクランクシャフト位置の検出を行うことができる。ギア入力軸のギア入力軸位置は、特に、ギア入力軸のための回転数検出歯車の回転数検出歯車位置、特に回転角度を検出するための位置センサによって検出することができる。この場合、回転数センサはギア入力軸に配置されていてもよい。ギア入力軸の位置の検出は、特にドライブトレインが閉じられている運転モードで行うことができる。このような措置により、圧縮ガスが作用する構成部品の動きを観察することができるので、特に簡単な装置の作動監視が可能となる。
エンジンパラメータの値を検出する前に、作動監視を許可するために、特に、方法のプロセスのための入力条件、例えば周辺条件(例えば周辺温度、周辺圧力、高度など)、(例えばエンジン回転数の形式の)ドライバ要求、内燃機関の作動方式および/または内燃機関の作動条件(例えば、最小限の吸気管圧力、閾値を超える冷却媒体温度、初期エンジン位置、装置の作動準備、車両速度、供給電圧、エンジン温度、エンジン回転数)が満たされているかどうかを決定することができる。これにより、所定の入力条件で作動監視を進めることが可能になる。
例えば、様々なシリンダ圧縮率について、同じエンジン位置およびエンジン回転数から出発して、所定クランクシャフト回転数の所要時間を検出することが可能である。この所要時間は、シリンダ圧縮率が高い場合には摩擦が大きいので、エンジン始動段階およびエンジン停止段階においてシリンダ圧縮率が小さい場合より長くてもよい。付加的または代替的に、エンジン位置の時間特性を予想される参照時間特性と比較することができる。付加的または代替的に、圧縮率が最大の場合にシリンダの作動サイクルの上死点近くで最大歯車回転時間を観察することができる。歯車回転時間は、シリンダ圧縮率が高い場合に高いガス圧の反作用力に基づいて大きくなる。付加的または代替的に、内燃機関がエンジン回転数まで加速されるエンジン始動段階における惰行運転時のエンジン位置の時間特性を評価することができる。この運転段階では、高いシリンダ圧縮率に基づいて、望ましいエンジン回転数が得られるまでのより長い所要時間を考慮してもよい。付加的または代替的に、エンジン停止段階において作動を監視する場合には、内燃機関を有する車両のドライバが作動監視にできるだけ気付かないように、内燃機関の吸気管における吸気管圧力が最小吸気管圧力よりも小さい時間を評価してもよい。これは、特に車両速度がゼロよりも大きい場合にセーリングモードで行うことができる。付加的または代替的に、装置が正確に作動していない特定のエラーの疑いがある場合には特定の内燃機関の運転方式に変更することができる。このような運転方式は、例えば時間的に延長されたエンジン始動段階およびエンジン停止段階、ならびにスロットルバルブ、もしくはクランクシャフトに結合されたカムシャフトの位置変更よって特徴づけられる。エンジン始動段階の時間延長によって、もしくは延長されたエンジン停止段階におけるスロットルバルブの開放によって方法の確実性を高めることができ、シリンダ圧縮率の作用、ひいてはこれらの運転条件下で確実な作動監視を行う可能性を高めることができる。
第2態様によれば、ピストン‐内燃機関におけるシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視するための作動監視装置が提供されおり、作動監視装置は、第1態様による方法のステップを実施するように構成されている。随意に、検出された値および/または他の1つ以上の値を保存することもできる。作動監視装置は、内燃機関を制御するための電子制御器の構成部材であってもよい。作動監視装置は、ハードウェアおよび/またはソフトウェアとして形成されていてもよいし、および/または方法の1つ以上のステップを実施するように構成された1つ以上のユニットを備え、および/または、ユニットが、例えば適切な部材、特に回路、キャパシタンス、トランジスタなどの電子構成部品を備えていてもよい。
第3態様によれば、第1態様による方法のステップを実施するように構成されたコンピュータプログラムが設けられている。このコンピュータプログラムは、例えば作動監視装置によって構成されていてもよい。このために、作動監視装置は、例えば、コンピュータブログラムを実行することができる一般的な目的で使用可能なプロセッサを有していてもよい。コンピュータプログラムは、例えば独国特許出願公開第19955250号により既知の装置のための1つ以上の他の作動監視診断を行うことができるコンピュータプログラムの一部であってもよい。
第4態様によれば、電子メモリ媒体が設けられており、この電子メモリ媒体には、第3態様によるコンピュータプログラムが保存されていてもよい。電子メモリ媒体は、例えば外部メモリ、内部メモリ、ハードディスク、またはUSBメモリ装置として形成されていてもよい。
次に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置を備える内燃機関を示す概略図である。 シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置の作動を監視する方法を示すフロー図である。 エンジン始動段階におけるエンジン位置を時間に依存して示す線図である。 エンジン停止段階におけるエンジン位置を時間に依存して示す線図である。 エンジン始動段階における歯車回転時間を時間に依存して示す線図である。 エンジン停止段階における歯車回転時間を時間に依存して示す線図である。
図1に示した内燃機関10は4つのシリンダ12a〜12dを備え、これらのシリンダ12a〜12dの可変の容積はそれぞれピストン14a〜14dによって拡大可能もしくは縮小可能である。それぞれのピストン14a〜14dは、異なる圧縮率調節部材18a〜18dによって制御可能な異なるコンロッド16a〜16dによって移動させることができ、内燃機関10のクランクシャフト19に接続されている。圧縮率調節部材18a〜18dは、シリンダ12a〜12dのシリンダ圧縮率を可変式に調節するための共通の装置20によって個別に制御可能である。装置20の正確な作動状態を作動監視装置22によって監視可能である。装置20および作動監視装置22は、内燃機関10を制御するための電子制御器24の一部である。シリンダ圧縮率は、例えばDE19703948C1に記載のような従来の技術によって、コンロッド16a〜16dの長さを変更することによってシリンダ毎に調節可能である。
クランクシャフト位置を時間に依存して検出するためのクランクシャフト位置センサ26およびクランクシャフト位置検出歯車28がクランクシャフト19に配置されている。クランクシャフト位置センサ26は、さらに検出歯車28の角度変化およびクランクシャフト角度位置の歯車回転時間を時間に依存して検出するように構成されている。クランクシャフト位置およびクランクシャフト角度は、内燃機関10のエンジン位置を示し、クランクシャフト位置センサ26はそれぞれの位置信号を作動監視装置22に出力する。クラッチの前のギア入力軸32はクランクシャフト19に結合されている。回転数検出歯車34がギア入力軸32に配置されており、ギア入力軸32にはギア入力軸位置センサ36が配置されている。ギア入力軸位置センサ36は、位置検出時に回転数検出歯車34の角度変化、ひいては歯車回転時間を時間に依存して検出するように構成されている。ギア入力軸位置は、内燃機関10のエンジン位置を示し、ギア入力軸位置センサ36は、それぞれの位置信号を作動監視装置22に出力する。エンジン位置の検出は、2つのセンサ、すなわちクランクシャフト位置センサ26およびギア入力軸位置センサ36を使用して行うことができる。クランクシャフト位置センサ26のみ、またはギア入力軸位置センサ36のみが設けられていることも可能である。以下では、エンジン位置を検出するためにクランクシャフト位置センサ26のみが使用されると仮定する。
内燃機関10の作動時に、作動監視装置22によって、内燃機関10におけるシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置20の作動を監視する方法が実施される。随意の第1ステップS2では、どのような入力条件が方法のために実際に設けられているかが検出される。これらの入力条件は、例えば、ドライバ要求に応じて、内燃機関10のための作動方式、内燃機関10の作動パラメータ、または周辺条件を含む。さらなるステップS4では、作動監視に不可欠な入力条件が満たされているかどうかが検出される。これらの入力条件が満たされていない場合には、再びステップS2が実施される。これらの入力条件が満たされている場合には、他の随意のステップS6で、装置20の作動監視を行うために、それぞれのシリンダ12a〜12dにおける所定のシリンダ圧縮率が個別に調節される。これに続くステップS8では、内燃機関10は、作動監視に適した作動点に移行される。このような作動点は、例えばドライブトレインが開かれているか、または惰行運転しているエンジン始動段階またはエンジン停止段階に相当していてもよい。
別のステップS10では、シリンダ12a〜12dの所定のシリンダ圧縮率における内燃機関10のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値が時間に依存して検出される。このために、作動監視装置22は、例えば規則的な時間間隔をおいて検出されるクランクシャフト位置センサ26の測定値を受信することができる。この場合、所定の初期エンジン位置および初期エンジン回転数から出発して時間に依存した測定を行うことができる。付加的に、検出された値から、特徴的な指標、例えば、所定数のクランクシャフト回転が行われるまでの所要時間を検出することができる。付加的に、ステップS10で、エンジン位置の値を測定する場合に生じることのある外的な影響、例えば気圧、外気温度、内燃機関10のスタータのための供給電圧、スタータの効率、他の消費装置などを補正し、検出されたエンジン位置の値が、これらの影響によって引き起こされるずれがないようにすることができる。代替的に、まずクランクシャフト位置センサ26によって値を測定し、次いで計算により補正することができる。
さらなるステップS12で、ステップS10で検出された値とエンジンパラメータの他の値とが比較され、この場合に、ステップS10で検出された値と他の値との差が形成され、この差が閾値と比較される。比較の結果に応じて、これに続くステップS14で、シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置20が正確に作動していることを決定することができ、あるいはステップS16で、シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置20が正確に作動していないことを決定することができる。
方法の一構成では、ステップS12で時間に依存したエンジンパラメータ値の特性と、装置20が正確に作動している場合に所定のシリンダ圧縮率におけるエンジンパラメータとして予想されるモデル化された参照特性とを比較することができる。検出された値と参照値との差が所定の閾値よりも大きい場合には、ステップS16で装置20の誤作動が検出され、差が閾値以下である場合には、ステップS14で装置の正常な作動が検出される。別の構成では、ステップS10で検出された値が、ステップS12で、ステップS10と同様に所定の異なるシリンダ圧縮率においてクランクシャフト位置センサ26によって検出された他の値と比較され、これら2つの時間特性の間の差が形成される。この差が所定の閾値よりも小さい場合には、ステップS16で装置20の誤作動が検出され、差が閾値以上である場合には、ステップS14で装置の正常な作動が検出される。このステップで、適切な質問基準を用いて、検出された値もしくは他の値から得られた特徴的な指標を互いに比較することも可能である。
図3は、シリンダ圧縮率が小さい場合(曲線44)およびシリンダ圧縮率が大きい場合(曲線46)について、クランクシャフト位置センサ26によって時間42に依存して検出されたエンジン位置40の値を示す。値の検出は、エンジン始動段階で行われる。内燃機関10の作動時のエンジン再始動についても同様の値を検出することができる。シリンダの回転率が小さい場合に目標エンジン回転数が得られるまでのn回のクランクシャフト回転にかかる時間T1が二重矢印によって示されている。この時間T1は、シリンダ圧縮率が高い場合の対応する時間T2よりも短いことがわかる。目標エンジン回転数が達成された後には、破線二重矢印によって示されたクランクシャフト一回転にかかる時間は一定になる。図示の実施例では、スタータまたは付加的な消費電力に基づく実電圧の差が補正されていることに留意されたい。さらに測定時には、初期エンジン位置は、内燃機関10が停止された場合に考慮された特定の範囲域内にあるように注意した。
図4は、シリンダ圧縮率が小さい場合(曲線44)および大きい場合(曲線46)について、エンジン停止段階におけるエンジン位置40の値の特性を時間42に依存して示す。クランクシャフト回転が行われる最初の時間が破線二重矢印によって示されており、両方の場合について一定である。シリンダ圧縮率が小さい場合に所定の初期エンジン位置およびエンジン回転数から始まって目標回転数が得られるまでのn回のクランクシャフト回転にかかる時間T1が二重矢印によって示されている。この時間T1は、シリンダ圧縮率が高い場合の対応する時間T2よりも短い。検出時には、エンジン停止段階にコンロッド16a〜16dの作動方式によって引き起こされる値の差が同一であるか、もしくは適切に補正されるように注意した。
図5は、エンジン始動段階にクランクシャフト位置センサ26によって時間52に依存して測定された歯車回転時間50を示す。シリンダ圧縮率が小さい場合(曲線54)には小さい歯車回転時間が得られ、シリンダ圧縮率が大きい場合にはより大きい歯車回転時間(曲線56)が得られる。燃焼がまだ始まっておらず、すなわち換言すれば、まだ燃焼が行われていない場合の絶対値が示されることに留意されたい。さらに、シリンダ圧縮率が小さい場合と大きい場合との間の周期長さの差を補正することができる。内燃機関10が加速している場合には歯車回転時間は経時的に減少する。
図6は、シリンダ圧縮率が小さい場合(曲線54)およびシリンダ圧縮率が大きい場合(曲線56)について、エンジン停止段階にクランクシャフト位置センサ26によって時間52に依存して検出される歯車回転時間50を示す。さらに、曲線54もしくは56について予想されるそれぞれの参照曲線58,60が示されている。これらの参照曲線58,60は、比較を行う場合に使用される。図6には、歯車回転時間の絶対値が示されている。シリンダ圧縮率が小さい場合と大きい場合との間の周期長さの差を補正することができ、内燃機関10が減速している場合には歯車回転時間は経時的に増大する。
10 内燃機関
12a〜12d シリンダ
14a〜14d ピストン
16a コンロッド
18a 圧縮率調節部材
19 クランクシャフト
20 装置
22 作動監視装置
24 電子制御器
26 クランクシャフト位置センサ
28 検出歯車
28 クランクシャフト位置検出歯車
32 ギア入力軸
34 回転数検出歯車
36 ギア入力軸位置センサ
40 エンジン位置
42 時間
44 曲線
46 曲線
52 時間
54 曲線
56 曲線
58 参照曲線
T1 時間(指標)
T2 時間(指標)

Claims (10)

  1. ピストン‐内燃機関(10)においてシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置(20)の作動を監視するための方法において、
    所定のシリンダ圧縮率で前記ピストン‐内燃機関(10)のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値(44,46,54,56)を検出するステップ(S10)と、
    前記検出された所定のシリンダ圧縮率で前記ピストン‐内燃機関(10)のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値(44,46,54,56)をエンジンパラメータの他の値(44,46,54,56,58,60)と比較するステップ(S12)と、および
    比較の結果に応じて、前記シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置(20)が正確に作動しているかどうかを決定するステップ(S14,S16)とを含む方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、
    前記エンジンパラメータの他の値(44,46,54,56,58,60)が、前記ピストン‐内燃機関(10)が正確に作動している場合にシリンダ圧縮時のエンジンパラメータとして予想される参照値(58,60)であり、
    前記検出された所定のシリンダ圧縮率で前記ピストン‐内燃機関(10)のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値(44,46,54,56,58,60)と参照値(58,60)との差が所定の閾値よりも小さい場合に、前記シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置(20)が正確に作動していると決定する方法。
  3. 請求項1に記載の方法において、
    他の所定の異なるシリンダ圧縮率における他の値(44,46,54,56)を検出し、前記検出された所定のシリンダ圧縮率で前記ピストン‐内燃機関(10)のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値(44,46,54,56)と前記他の所定の異なるシリンダ圧縮率における他の値(44,46,54,56)との間の差が所定の閾値よりも大きい場合に、前記シリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置(20)が正確に作動していると決定する方法。
  4. 請求項1〜3までのいずれか一項に記載の方法において、
    エンジン始動段階またはエンジン停止段階におけるエンジンパラメータの値(44,46,54,56,58,60)を検出し、ドライブトレインが開かれているか、または惰行運転が行われている場合に、前記ピストン‐内燃機関(10)を作動する方法。
  5. 請求項1〜4までのいずれか一項に記載の方法において、
    前記所定のシリンダ圧縮率で前記ピストン‐内燃機関(10)のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値(44,46,54,56)を検出するステップ(S10)が、特に所定の初期エンジン位置および初期エンジン回転数から出発して目標エンジン回転数に至るまで、前記所定のシリンダ圧縮率で前記ピストン‐内燃機関(10)のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値(44,46,54,56)を時間に依存して検出することを含む方法。
  6. 請求項1〜5までのいずれか一項に記載の方法において、
    前記検出された所定のシリンダ圧縮率で前記ピストン‐内燃機関(10)のエンジン位置を示すエンジンパラメータの値(44,46,54,56)から、比較のために特徴的な指標(T1,T2)を検出する方法。
  7. 請求項1〜6までのいずれか一項に記載の方法において、
    クランクシャフト(19)のクランクシャフト位置および/またはギア入力軸(32)のギア入力軸位置によってエンジン位置を示す方法。
  8. ピストン‐内燃機関(10)におけるシリンダ圧縮率を可変式に調節するための装置(20)の作動を監視するための作動監視装置(22)において、
    該作動監視装置(22)が、請求項1から7までのいずれか一項に記載の方法のステップを実施するように構成されている作動監視装置(22)。
  9. 請求項1〜7までのいずれか一項に記載のステップを実施するように構成されたコンピュータプログラム。
  10. 請求項1〜7までのいずれか一項に記載のステップを実施するように構成されたコンピュータプログラムが保存されている電子メモリ媒体。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221809A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer variablen Verstellung eines Verdichtungsverhältnisses in einem Hubkolben-Verbrennungsmotor
DE102018209384A1 (de) 2018-06-13 2019-12-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
US11181016B2 (en) 2019-02-08 2021-11-23 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for a crank sensor having multiple sensors and a magnetic element
US11162444B2 (en) * 2019-02-08 2021-11-02 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for a crank sensor having multiple sensors and a magnetic element
US11131567B2 (en) 2019-02-08 2021-09-28 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for error detection in crankshaft tooth encoding
US11199426B2 (en) * 2019-02-08 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for crankshaft tooth encoding
CN112304624B (zh) * 2020-10-28 2022-08-09 重庆长安汽车股份有限公司 一种发动机活塞动力学特性测试方法
US11959820B2 (en) 2021-03-17 2024-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Pulser plate balancing
US20230139667A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Caterpillar Inc. Inferred Engine Cylinder Pressure System and Method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001182571A (ja) * 1999-11-17 2001-07-06 Robert Bosch Gmbh シリンダ圧縮比の可変調整装置の動作監視方法および動作監視装置
JP2009293497A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Toyota Motor Corp 可変圧縮比内燃機関及び、可変圧縮比機構の異常判定方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19703948C1 (de) 1997-02-03 1998-06-18 Meta Motoren Energietech Vorrichtung zur Veränderung der Verdichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
WO2012139614A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-18 Daimler Ag Verfahren und vorrichtung zum überprüfen einer stelleinheit für ein variables verdichtungsverhältnis

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001182571A (ja) * 1999-11-17 2001-07-06 Robert Bosch Gmbh シリンダ圧縮比の可変調整装置の動作監視方法および動作監視装置
JP2009293497A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Toyota Motor Corp 可変圧縮比内燃機関及び、可変圧縮比機構の異常判定方法

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