JP3971510B2 - 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 - Google Patents
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Description
【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
【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
Claims (4)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
Applications Claiming Priority (2)
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DE19727669A DE19727669B4 (de) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Saugrohrklappe zur Saugrohrumschaltung einer Brennkraftmaschine |
DE19727669.5 | 1997-06-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1182035A JPH1182035A (ja) | 1999-03-26 |
JP3971510B2 true JP3971510B2 (ja) | 2007-09-05 |
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JP18172798A Expired - Fee Related JP3971510B2 (ja) | 1997-06-30 | 1998-06-29 | 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 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3971510B2 (ja) |
DE (1) | DE19727669B4 (ja) |
IT (1) | IT1301746B1 (ja) |
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US6732041B2 (en) * | 2002-04-25 | 2004-05-04 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for inferring intake manifold pressure of a variable compression ratio engine |
DE10346734B3 (de) * | 2003-10-08 | 2005-04-21 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Fehlerdiagnose bei einer in der Saugrohrgeometrie variierbaren Sauganlage einer Brennkraftmaschine |
EP1770258B1 (en) * | 2005-10-03 | 2008-08-13 | Ford Global Technologies, LLC | A method for a variable air intake system and an internal combustion engine comprising a variable air intake system. |
DE102006035096B4 (de) * | 2006-07-28 | 2014-07-03 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE102007016317A1 (de) * | 2007-04-04 | 2008-10-09 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen einer Klappe |
DE102008008209A1 (de) | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Saugrohrumschaltung bei einer Brennkraftmaschine |
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DE4005973A1 (de) * | 1990-02-26 | 1991-09-05 | Bosch Gmbh Robert | Diagnoseverfahren zur ueberpruefung von stellgliedern zur steuerung von brennkraftmaschinen |
DE4418010B4 (de) * | 1994-05-21 | 2007-06-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Vermeidung von Falschmeldungen bei der Diagnose von Stellgliedern, insbesondere Strömungsventilen bei Kraftfahrzeugen |
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