JP5452624B2 - 内燃機関のクラッチの診断方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、独立の諸請求項の上位概念に基づく、内燃機関に供給される空気の圧縮ためのコンプレッサーを備えた内燃機関の運転方法及び装置に関する。

ＤＥ １０ ２００６ ０６１５６７ Ａ１ からクラッチを介してコンプレッサーを内燃機関のクランクシャフトと結合することのできる、コンプレッサーを備えた内燃機関が知られている。この場合、噴射器の上流側の吸気管の中に更に一つのスロットルバルブが配置されており、このスロットルバルブの上流側には更に、吸気管を通って流れる空気量を測定するＨＦＭセンサが配置されている。

それに対して、独立の諸請求項のメルクマールを備えた本発明に基づく方法及び本発明に基づく装置は、クラッチの締結によって行われるコンプレッサーがスイッチオンする前の、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第一の値が、クラッチの締結によって行われるコンプレッサーがスイッチオンする後の、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値と比較されること、及び、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値からのエアマス流に関して特徴的なパラメータの第一の値のずれに基づいてエラーが検知されること、という利点を持っている。この様にすることによって、クラッチが正しく締結されているか否かを診断することができる。

従属請求項に述べられている諸措置によって、主請求項に述べられている方法の有利な拡張及び改良が可能である。

更に、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値がエアマス流に関して特徴的なパラメータの第一の値を、予め定められている第一の閾値より僅かにオーバーした時にエラーが検知されることも有利である。この様にすることによって、診断の信頼性も高められ、且つエアマス流に関して特徴的なパラメータの第一の値とエアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値の測定の際の測定精度と許容差が診断結果を狂わせるということが回避される。

特に有利なことは、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値がエアマス流に関して特徴的なパラメータの第一の値よりも小さいときに、エラーを検知できることである。この場合、エラーは、コンプレッサーをスイッチオンするためのクラッチを閉じる際に、簡単且つ迅速に、また閾値との比較も無しに検知される。

特に有利なことは、コンプレッサーがクラッチの締結によってスイッチオンされたときに、コンプレッサーと並列に接続されているバイパス弁が閉弁方向に操作され、好ましくは完全に閉じられるということである。この様にすることによって、エアマス流がほとんど或いは完全にコンプレッサーを通って流れなければならなくなるので、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第一の値とエアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値との比較が一層確実に、コンプレッサーをスイッチオンするためのクラッチの締結の際のエラーの存在を示すことが保証される。

有利なことは更に、エラーが検知されたときに、バイパス弁が再び開弁方向に操作され、好ましくは完全に開弁されることである。この様にすることによって、コンプレッサーをスイッチオンするためのクラッチの締結の際に、エラーが検知された場合でも、内燃機関の緊急作動がバイパス弁を通じて実現される。

有利なことは更に、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値が内燃機関の運転パラメータ、特にコンプレッサーを介した圧力低下、コンプレッサーに送り込まれた空気の温度、及び内燃機関のエンジン回転数に応じて計算されること、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値が測定されること、及び、この“測定された、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値（測定値）”が“計算された、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値（計算値）”よりも小さいときにだけ、エラーが検知されることである。この様にすることによって、“測定された、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値”の追加のプロージビリティー（尤度）チェックが行われるので、診断の信頼性が更に大きく引き上げられる。

もう一つの利点は、“測定された、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値（測定値）”が“計算された、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値（計算値）”を、少なくとも、予め定められた第二の閾値だけ割り込んだときにだけ、エラーが検知されることである。この様にすることによって、コンプレッサーをスイッチオンするためのクラッチの締結の診断の信頼性が更に大きく引き上げられる。何故なら、この場合には、エアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値の測定の際とエアマス流に関して特徴的なパラメータの第二の値の計算の際に、測定精度と許容差がともに考慮されるからである。

図１は内燃機関のブロック図を示す。 図２は本発明に基づく方法と本発明に基づく装置の説明のための機能図を示す。 本発明に基づく方法の流れを例示するための流れ図を示す。

本発明の実施例が図に示されており以下の記述によって詳しく説明される。

図１には、例えばオットー機関或いはディーゼルエンジンとして作られる内燃機関１が示されている。図１には示されていないが、一つ又は複数のシリンダを持っている内燃機関１のエンジンブロック９０の燃焼室には吸気系５５を通して新気が送り込まれる。その際、吸気系５５内の新気の流れ方向は、図１には矢印によって示されている。吸気系５５にはスロットルバルブ８５が配置されている。スロットルバルブ８５の開度によって、エンジンブロック９０の燃焼室へのエアマス流が調節される。スロットルバルブ８５の開度は制御装置２０によって調節される。その際、スロットルバルブ８５の開度の調節は、例えば内燃機関１に対する負荷要求に依存している。この負荷要求は、この内燃機関１が車両を駆動している場合には、例えば、アクセルペダルの操作度から導き出されることができる。負荷要求はまた、追加として或いは代わりとして、車両の他の機能、例えばアンチロックシステム、アンチスリップコントロールシステム、ビークルダイナミクスコントロール、スピードコントロール等に由来することもある。吸気系５５のスロットルバルブ８５の上流側には、過給気冷却器８０が配置されている。吸気系５５内の過給気冷却器８０の上流側には、第二の圧力センサ７０が配置されている。吸気系５５内の第二の圧力センサ７０の上流側には、コンプレッサー５が配置されている。コンプレッサー５は、シャフト１８０を介してクラッチ１０と結合されている。エンジンブロック９０はクランクシャフト１８５を駆動し、このクランクシャフト１８５も又クラッチ１０と結合されている。クラッチ１０が閉じられていると、クランクシャフト１８５の運動はシャフト１８０に伝えられるので、クラッチ１０が閉じられているときに、コンプレッサー５はクランクシャフト１８５によって駆動される。その場合に、コンプレッサー５は、コンプレッサーを通って流れて行く吸気系５５の空気を圧縮する。これに対してクラッチ１０が開かれていると、コンプレッサー５はクランクシャフト１８５とは結合されていない。コンプレッサー５が、クランクシャフト１８５と結合されていないために、停止していると、コンプレッサーは最早吸気系５５内の空気を圧縮することはできない。コンプレッサー５には、バイパス弁１５を備えたバイパス路１７５が並列に接続されている。バイパス弁１５の開度に応じて、バイパス路１７５を通して様々なエアマス流が生成される。その際、バイパス弁１５の開度もまた、制御装置２０によって、それもコンプレッサー５がクラッチ１０を介してクランクシャフト１８５によって駆動されるか否かに応じて、調節される。コンプレッサー５が、クラッチ１０が閉じられていることによって、クランクシャフト１８５によって駆動される場合には、バイパス弁１５は閉弁方向に作動され、好ましくは完全に閉弁される。この様にすることによって、吸気系５５内の全てのエアマス流がコンプレッサー５によって圧縮され、それによってエンジンブロック９０の燃焼室の新気充填効率は最大化される。バイパス弁１５の完全な閉弁は特に、ドライバーが最大の負荷を要求したときに行われる。ドライバーの負荷要求がそれよりも小さくてスロットルバルブ８５が完全に開かれているときには、バイパス弁１５は一般に部分的に開かれている。これに対して、コンプレッサー５が、クラッチ１０が開かれているので、クランクシャフト１８５によって駆動されずに停止している場合には、通常、停止しているコンプレッサー５を通して、停止時のコンプレッサー５が十分に気密であると仮定すれば、空気は全く流れないか或いは極わずかしか流れない。この場合には、バイパス弁１５は制御装置２０によって開弁方向に操作され、好ましくは完全に開弁される。かくして、この場合に、内燃機関１は、通常の吸気エンジンのように、過給無しで運転されることが可能である。

第二の圧力センサ７０は、コンプレッサー５の下流側の圧力を測定し、それに対応する測定信号を制御装置２０に送り込む。コンプレッサー５の上流側の吸気系５５内には第一の圧力センサ７５が配置されており、圧力センサ７５は、コンプレッサー５の上流側の吸気系５５内の圧力を測定し、それに対応する測定信号を制御装置２０に供給する。同じくコンプレッサー５の上流側には、図１によれば第一の圧力センサ７５の上流側にも、吸気系５５内に温度センサ６５が配置されており、温度センサ６５は、コンプレッサー５の上流側の吸気系５５内の空気の温度を測定し、それに対応する測定信号を制御装置２０へ伝える。温度センサ６５と第一の圧力センサ７５の上流側の吸気系５５内には、エアマス計、例えばホットフィルム・エアマス計が配置されており、このエアマス計は、吸気系５５を通って行くエアマス流を測定し、それに対応する測定信号を制御装置２０へ伝える。エアマス計６０の測定信号は、図１ではｍ’で示されており、吸気系５５内のエアマス計によって測定されるエアマス流を示している。温度センサ６５の測定信号は、図１ではＴで示されており、コンプレッサー５の上流側で且つエアマス計６０の下流側の吸気系５５内の空気温度を示している。第一の圧力センサ７５の測定信号は、図１ではＰ１で示されており、コンプレッサー５の上流側で且つエアマス計６０の下流側の吸気系５５内の圧力を示している。第二の圧力センサ７０の測定信号は、図１ではＰ２で指示されており、コンプレッサー５の下流側で且つ過給気冷却器８０の上流側の吸気系５５内の圧力を示している。エンジンブロック９０の領域には、回転数センサ９５が配置されており、回転数センサ９５は、内燃機関１のエンジン回転数ｎ、即ちクランクシャフト１８５の回転数を測定し、対応する測定信号として制御装置２０へ伝える。

クラッチ１０の開閉もまた、制御装置２０によって、しかもエンジンブロック９０の燃焼室に送り込まれる空気の圧縮のための要求があるか否かに応じて、引起される。クラッチ１０を閉じるための要求は、例えば、アクセルペダルの操作に基づいてドライバーが車を加速させたいという意思が確認されたときに生じる。この際には、制御装置２０が、クランクシャフト１８５によるコンプレッサー５の駆動を保証し、且つそれによって加速の意思を支援するために、クラッチ１０を閉じさせる。これに対して、ドライバーがアクセルペダルを放すと、エンジンブロック９０の燃焼室に送り込まれる空気の圧縮が最早必要では無くなり、制御装置２０がクラッチ１０を開かせるので、コンプレッサー５が最早クランクシャフト１８５によって駆動されなくなり、従って、空気がエンジンブロック９０の燃焼室に圧縮されずに送り込まれる。この様にすることによって、アクセルペダルを放すことによって示されるエンジン出力の引き下げを求めるドライバーの意思に、より良く対応することができる。エンジンブロック９０の燃焼室の中への燃料の供給、及び、内燃機関１がオットーエンジンとして作られている場合には、エンジンブロック９０の燃焼室内の空気／燃料混合気の点火プラグによる点火は、図を分かり易くするために、図１には示されていない。空気／燃料混合気の燃焼の際に発生する排気ガスは、エンジンブロック９０の燃焼室からエンジンブロック９０の、図１には示されていない一つ又は複数の排気弁を通じて排気ガス経路１００へ排出される。図１には、図を分かり易くするために、空気をエンジンブロック９０の燃焼室へ送り込む、エンジンブロック９０の吸気弁も示されていない。

この実施例では、クランクシャフト１８５を通じて機械的に駆動されるコンプレッサー５を備えた内燃機関１が示されており、そのコンプレッサー５には、バイパス弁１５を備えたバイパス路１７５が並列に接続されている。バイパス弁１５は、コンプレッサー制御弁とも呼ばれる。コンプレッサー５をクランクシャフト１８５と結合させることのえきるクラッチ１０は、原理的に次の二つの役目を有している。

第一に、コンプレッサー５は、クラッチ１０によって内燃機関１のアイドリングに近い領域内では遮断されることが可能であり、それによって、コンプレッサー５が内燃機関１の運転のために必要ではないときには、燃料の節約ができる。

第二に、高いエンジン回転数ｎの下でコンプレッサー５を回転数オーバーから保護するために、コンプレッサー５を遮断することが必要となることがある。

代替の実施態様では、例えばコンプレッサー５は、スロットルバルブ８５の下流側の吸気系５５内に付け替えることもできる。代わりの手法として、コンプレッサー５に加えて、排気ガス経路１００内のタービンによって駆動されるターボチャージャーを、コンプレッサー５の下流側の吸気系５５内に配置することもできる。

コンプレッサー５のクラッチ１０については、しばしばコスト上の理由から状態確認フィードバック装置が取付けられないことがある。その場合、クラッチ１０が正しく閉じられているか否か知ることができない。

本発明の目的によれば、コンプレッサー５のクラッチ１０の正しい締結についての診断が、追加のセンサ装置を必要とせずに可能となる。

図２は、例えば制御装置２０でソフトウェア的／ハードウェア的に実行されることのできる機能図を示している。その場合、制御装置２０は、内燃機関１のエンジン制御装置とすることができる。代替の手法として、図２の機能図は、エンジン制御装置から或いは内燃機関１のエンジン制御装置から独立した独自の制御装置内で、ソフトウェア的／ハードウェア的に実行することもできる。

制御装置２０がクラッチ１０を開閉制御する信号は、図１では記号Ｅで示されている。

以下の説明では、例として、図２の機能図が内燃機関１のエンジン制御装置で実行されるということを仮定している。その際、図２の機能図或いは制御装置２０は、本発明に基づく装置の一例を示すと同時に、本発明に基づく方法の流れの例示としての説明にも用いられる。

その際、制御装置２０は第一の測定ユニット２５を含んでおり、測定ユニット２５は、エアマス計６０からエアマス流の時間連続的な測定信号ｍ’を受け取り、この測定信号を規則的な時間間隔で、例えば予め与えられた計算ラスターに従って走査する。すると、この第一の測定ユニット２５の出力側では、制御装置２０の計算ラスターの中で時間的に分離されたエアマス流の走査値ｍ’が、制御スイッチ１２５を通じて切換え位置に応じて或いは第一のメモリー１３０へ或いは時間遅延要素１４０を介して、第二のメモリー１３５へ送り込まれる。

制御装置２０は、第二の測定ユニット１０５を含んでおり、測定ユニット１０５は、温度センサ６５から温度の時間連続的な測定信号Ｔを受け取る。その際、第二の測定ユニット１０５は、受取った、温度の時間連続的な測定信号Ｔを先に述べられた計算ラスターの中で走査し、その出力側に時間的に分離された対応する温度信号を、計算ユニット３０に送り出す。制御装置２０は、第三の測定ユニット１１０を含んでおり、測定ユニット１１０は、第二の圧力センサ７０からコンプレッサー５の下流側の第二の圧力に関する時間連続的な測定信号Ｐ２を受取る。第三の測定ユニット１１０は、送られてきた第二の圧力に関する測定信号を先に述べられた計算ラスターの中で走査し、その出力側に第二の圧力Ｐ２に関する時間的に分離された対応する信号を、計算ユニット３０に送り出す。

制御装置２０は、第四の測定ユニット１１５を含んでおり、測定ユニット１１５は、第一の圧力センサ７５からコンプレッサー５の上流側の第一の圧力に関する時間連続的な測定信号Ｐ１を受取る。第四の測定ユニット１１５は、送られてきた第一の圧力に関する測定信号Ｐ１を先に述べられた計算ラスターの中で走査し、その出力側に第一の圧力Ｐ１に関する時間的に分離された対応する信号を、計算ユニット３０に送り出す。

制御装置２０は、第五の測定ユニット１２０を含んでおり、測定ユニット１２０は、回転数センサ９５からエンジン回転数に関する時間連続的な測定信号ｎを受取る。第五の測定ユニット１２０は、受取ったエンジン回転数に関する測定信号ｎを先に述べられた計算ラスターの中で走査し、その出力側にエンジン回転数に関する時間的に分離された対応する信号を、計算ユニット３０に送り出す。

制御装置２０は更に、クラッチ制御ユニット１４５を含んでおり、クラッチ制御ユニット１４５は、アクセルペダルモジュール１５０から、また場合によっては更に外部の負荷要求モジュール１５５から、信号を受取る。クラッチ制御ユニット１４５は、その出力側に制御信号Ｅを送り出すが、制御信号Ｅは、図１に示されている様に、クラッチ１０へ送られ、この信号によってクラッチ１０が開閉制御される。クラッチ制御ユニット１４５がアクセルペダルモジュール１５０或いは外部の負荷要求モジュール１５５からエンジン負荷の引き上げのための要求を検知すると、クラッチ制御ユニット１４５は、その出力側に制御信号Ｅを用いてクラッチ１０を閉じるための、従ってコンプレッサー５のスイッチを入れるための命令を送り出す。内燃機関１の負荷を高めるためのその様な要求は、クラッチ制御ユニット１４５によって、例えば、クラッチ制御ユニット１４５がアクセルペダルモジュール１５０から車両の加速をもたらすためにアクセルペダルの操作度が高められたという情報を受取ったときに、検知される。しかしながら、負荷の引き上げのための要求は、クラッチ制御ユニット１４５によって、例えば、クラッチ制御ユニットが外部の負荷要求モジュール１５５から負荷の引き上げのための対応する要求を受取ったときに、例えば走行速度制御装置によって、走行速度制御装置が車両の基準速度の引き上げのための要求を検出したときに、検出される。制御信号Ｅは、追加としてコンプレッサー制御弁（バイパス弁）１５に送ることもできる。負荷の引き上げのための要求の際には、コンプレッサー制御弁１５が制御信号Ｅによって閉弁方向に動くように、有利な実施態様によれば完全に閉弁されるように仕向けられ、それによって、エアマス流はほとんどコンプレッサー５だけを通して、従ってバイパス路１７５は通らずに流れるので、負荷の引き上げのための要求は、可能な限り効果的且つ迅速に実行される。

これに対して、クラッチ制御ユニット１４５が負荷の引き下げのための要求を、例えばアクセルペダルモジュール１５５の側でのアクセルペダルの解放の検出によって、或いは例えば走行速度制御装置の基準値の引下げによって、検出した場合には、クラッチ制御ユニットは、制御信号Ｅによってクラッチ１０が開くように仕向ける。こうなると、コンプレッサー５は最早クランクシャフト１８５によって駆動されず、従って燃焼室に送り込まれる空気は最早圧縮されることはできない。内燃機関１が停止してしまわないようにするために、クラッチ制御ユニット１４５は同時に制御信号Ｅによってコンプレッサー制御弁１５が開弁方向に動くように、有利な実施態様によれば完全に開弁されるように仕向け、それによって、エアマス流は、停止しているときのコンプレッサー５が十分に気密的であると仮定すれば、今度はバイパス路１７５だけを通ってエンジンブロックの燃焼室に向かって流れるようになる。

更に、スイッチ１２５が制御信号Ｅによって制御される。負荷の引き上げのための要求の場合には、制御されたスイッチ１２５は、制御信号Ｅによって第一のスイッチ位置へ動かされ、この位置では第一の測定ユニット２５の出力端が時間遅延要素１４０の入力端と結合される。クラッチ制御ユニット１４５が負荷の引き下げのための要求を受取った場合には、その結果として生じる制御信号Ｅによって、スイッチ１２５が第二のスイッチ位置へ動かされ、この位置では第一の測定ユニット２５の出力端が第一のメモリー１３０の入力端と結合される。換言すれば、制御されたスイッチ１２５は、クラッチ１０が開いている時にはその第二のスイッチ位置にあり、クラッチ１０が閉じている時にはその第一のスイッチ位置にある。

クラッチ制御ユニット１４５は、アクセルペダルモジュール１５０から或いは外部の一つ又は複数の負荷要求モジュール１５５から複数の負荷要求を受け取った場合には、結果として一つの負荷要求を生成する。その際、例えば、アクセルペダルモジュール１５０の負荷要求が走行速度制御装置の基準速度よりも高い走行速度を求めているときには、その負荷要求に優先権を与えることができる。そうでない場合には、走行速度制御装置の負荷要求に優先権を与えることができる。その際には、クラッチ制御ユニット１４５がアクセルモジュール１５０及び走行速度制御装置として作られた外部の負荷要求モジュール１５５以外からは、他には何らの負荷要求モジュールからも負荷要求を受けていないという例が考慮される。一般に、クラッチ制御ユニット１４５において、複数の負荷要求モジュールから結果として一つの負荷要求が形成され且つその要求が負荷引き上げ或いは負荷引き下げの要求に対応しているか否かがチェックされ、形成された要求が負荷引き上げの要求である場合には、制御信号Ｅによってクラッチ１０が閉じられ、コンプレッサー制御弁１５も閉じられ、スイッチ１２５はその第一のスイッチ位置へ動かされる。そうでない場合、それ故クラッチ制御ユニット１４５で検知された、結果としての要求が負荷引き下げの要求である場合には、クラッチ制御ユニット１４５によって、制御信号Ｅは、クラッチ１０が制御信号Ｅによって閉じられ、コンプレッサー制御弁１５が制御信号Ｅによって開かれ且つスイッチ１２５がその第二のスイッチ位置へ動かされるように形成される。

クラッチ１０が、結果として得られた負荷引き上げの要求の測定の際に既に閉じられていた場合には、コンプレッサー制御弁１５もまた閉じられており且つスイッチ１２５はその第一のスイッチ位置にあるから、制御信号Ｅは変更されず、上述の状態は保持される。逆に、クラッチ制御ユニット１４５での結果として得られた負荷引き下げの要求の検出の際にクラッチ１０が既に開かれていた場合には、コンプレッサー制御弁１５も既に開かれており且つスイッチ１２５はその第二のスイッチ位置にあるから、クラッチ制御ユニット１４５もまたこの状態を保持するために、変更無しの制御信号Ｅを送り出す。

クラッチ１０の開放とコンプレッサー制御弁１５の開弁、並びにスイッチ１２５の第二のスイッチ位置への結合を結果としてもたらす負荷引き下げは、燃料を節約するために、内燃機関１のアイドリング領域内で或いはアイドリング時にクラッチ１０が切られる時にも行われる。何故なら、内燃機関１のこの運転領域内ではコンプレッサー５は必要ではないからである。高い負荷での内燃機関１の運転の際にも、負荷引き下げの要求がなくてもコンプレッサー５を回転オーバーから保護するために、高いエンジン回転数ｎの下でコンプレッサー５を切り離すこと、従ってクラッチ１０とコンプレッサー制御弁１５とを開き、それと共にスイッチ１２５もその第二のスイッチ位置へ動かすことが必要となることがある。

例えば、内燃機関１のアイドリング時或いはアイドリングに近い運転状態時でクラッチ１０が開かれている運転状態のときに、負荷引き上げの要求がクラッチ制御ユニット１４５によって検知された場合、それ故より低い負荷、即ちより低い燃焼室充填率からより高い負荷、即ちより高い燃焼室充填率への内燃機関１の運転ポイントのジャンプが必要となった場合には、クラッチ１０は制御信号Ｅによって閉じられなければならない。追加として、制御信号Ｅによって既に述べられた様に、コンプレッサー制御弁１５も完全に閉じられると、可能な限り迅速に過給圧力が立ち上げられて、吸気系５５に、従って燃焼室に空気を満たすことができるようになる。

比較的低い負荷で且つクラッチ１０が開かれている場合には、エアマス計６０を通して少ないエアマス流ｍ’が流れ、このエアマス流は更に、開かれているコンプレッサー制御弁１５、過給気冷却器８０、及びスロットルバルブ８５を経て燃焼室へ流れる。クラッチ１０が閉じられている場合には、コンプレッサー５を通って流れるエアマス流ｍ’は、コンプレッサー５の上流側の第一の圧力Ｐ１、コンプレッサー５の下流側の第二の圧力Ｐ２、コンプレッサー５の上流の温度Ｔ、及びエンジン回転数ｎによって定められる。このエアマス流は、計算ユニット３０で上記の諸パラメータから当業者に既に知られている手法で計算され、記号ｍ_ｂｅｒ’で表される。

要求されたより高い充燃焼室填率へのジャンプの際に、クラッチ１０の結合によってコンプレッサー５が結合され、それと同時にコンプレッサー制御弁１５が閉じられると、燃焼室に送られるエアマス流ｍ’の全てがコンプレッサー５を通って流れる。コンプレッサー５を通って流れるエアマス流ｍ’は比較的大量なので、コンプレッサー制御弁１５の閉弁は、エアマス計６０を通るエアマス流ｍ’の非常に迅速な上昇をもたらす。クラッチ５とコンプレッサー制御弁１５との迅速な閉弁の際に、エアマス計６０を通るエアマス流ｍ’が期待されている程上昇しないか或いは却って低下さえした場合には、クラッチ１０が閉じられていない。最悪の際には、コンプレッサー５が非常に気密でありコンプレッサー５が停止している時に空気が全く通らない場合には、内燃機関１が停止してしまうことさえある。

こうした事態がクラッチ１０の診断のために活用される。その際には、時間遅延要素１４０が、スイッチ１２５の第二のスイッチ位置から第一のスイッチ位置への切換えの際に第一の測定ユニット２５の走査値を第二のメモリー１３５に書込めるようになる前に、時間遅延要素１４０によって予め定められている時間が経過するのを待つようにするために用いられる。その場合、第一のメモリー１３０と第二のメモリー１３５には、それぞれそこに最後に送り込まれたエアマス流ｍ’の走査値が記憶されている。第一のメモリー１３０の出力と第二のメモリー１３５の出力は、第一の比較ユニット３５へ送り込まれる。第一のメモリー１３０の内容は、以下の説明ではエアマス流ｍ’の第一の値、また第二のメモリー１３５の内容は、エアマス流ｍ’の第二の値と呼ばれている。第一の比較ユニット３５は、第一の差Δ１（即ち、エアマス流ｍ’の第二の値からエアマス流ｍ’の第一の値を引いたもの）を作り、この第一の差Δ１を更に第一の検知ユニット４０へ送る。

時間遅延要素１４０によって、第二のメモリー１３５が、コンプレッサー制御弁１５の閉弁の後にエアマス計６０を通るエアマス流がより高い値に到達した時に初めて、エアマス流ｍ’のための新しい値で書き換えられることが保証される。そのために、時間遅延要素１４０によって予め定められている時間は、例えば試験台の上で適切に設定することができる。

かくして時間遅延要素１４０によって、クラッチ１０の結合とコンプレッサー制御弁１５の閉弁の後の絶え間ないマス流の上昇のために診断結果が狂わせられることを防止する、診断の整定が可能となる。第一の差Δ１は、第一の検知ユニット４０で第一の閾値メモリー１６０からの、予め定められている第一の閾値と比較される。第一の差Δ１が予め定められている第一の閾値よりも小さい場合には、第一の検知ユニット４０の出力端に第一のエラー信号Ｆ１が出され、そうでない場合には、この第一のエラー信号がリセットされる。第一のエラー信号は、ＡＮＤ素子１７０に送り込まれる。予め定められている第一の閾値は、例えば試験台の上で、クラッチ１０がエラー無しに締結された場合には、形成される差Δ１が確実に、それ故許容差を考慮した上で、予め定められている第一の閾値の上にあるように、また予め定められているこの第一の閾値が第一の差Δ１によって割り込まれた場合には、高い確率で、クラッチ１０の不完全なままの締結を推定することができるように、適切に設定される。

診断の信頼性の向上のために、図２に示されているように、エアマス計６０の測定信号を、計算ユニット３０で計算された信号を用いてプロージビリティーチェックすることができる。そのために、第二のメモリー１３５の出力が第二の比較ユニット４５に送り込まれる。第二の比較ユニット４５には更に、計算ユニット３０によって計算されたエアマス流ｍ_ｂｅｒ’が送り込まれる。第二の比較ユニット４５は第二の差Δ２を作り出すが、この第二の差は、第二のメモリー１３５から送られて来た第二のエアマス流の値から、計算されたエアマス流ｍ_ｂｅｒ’を差し引くことによって生成される。次いで、この差Δ２は第二の検知ユニット５０に送り込まれ、この第二の検知ユニット５０には更に、第二の閾値メモリー１６５から予め定められている第二の閾値が送り込まれる。第二の検知ユニット５０は、第二の差Δ２が予め定められている第二の閾値よりも小さい時には、その出力端に定められた第二のエラー信号Ｆ２を送り出し、そうでない場合には、第二の検知ユニット５０はリセット信号を第二のエラー信号Ｆ２として送り出す。

予め定められている第二の閾値は、例えば試験台の上で、クラッチ１０の不完全な締結の際に、この第二の閾値が第二の差Δ２によって割り込まれるように、適切に設定される。その場合、予め定められている第二の閾値は負となる。その際、この予め定められている第二の閾値によって、計算されたエアマス流ｍ_ｂｅｒ’の計算の際の、またエアマス流ｍ’の測定の際の許容差が考慮される。クラッチ１０が故障して締結されない場合には、第二の圧力Ｐ２と第一の圧力Ｐ１との間のコンプレッサー５を介した圧力低下の故に、コンプレッサー５が停止して、またクラッチ１０が故障して締結されたいために、エアマス計６０による測定値として設定されるよりも高いエアマス流ｍ’が計算される。

第二のエラー信号Ｆ２もまた、ＡＮＤ素子１７０に送り込まれる。ＡＮＤ素子１７０は、その出力端に結果として得られるエラー信号Ｆを送り出し、このエラー信号は二つの入力信号Ｆ１、Ｆ２がセットされている時にはセットされ、そうでない場合にはリセットされる。結果として得られるエラー信号Ｆがセットされた場合には、クラッチ１０が故障して締結されていないということが診断される。それに対して、結果として得られるエラー信号Ｆがリセットされた場合には、クラッチ１０が正しく機能しているということが検知される。

制御信号Ｅは更に、許可素子１９０を介してＡＮＤ素子１７０に送り込まれる。その際、許可素子１９０は、予め定められた第二の時間の間だけ、それもスイッチ１２５の第二のスイッチ位置から第一のスイッチ位置への切換えの後、第二のメモリー１３５のオーバーが時間遅延素子１４０によって予め定められている第一の時間が経過した後に許可される時点から、セット信号をＡＮＤ素子に対して送り出すように、プログラムされている。かくして許可素子１９０は、スイッチ１２５の第二のスイッチ位置から第一のスイッチ位置への切換えの後、予め定められている第一の時間が経過した後に予め定められている第二の時間の間、その出力信号をセットする。その他の場合には、許可素子１９０の出力信号はリセットされている。かくして、結果として得られるＡＮＤ素子１７０の出力端のエラー信号Ｆは、第一のエラー信号Ｆ１と第二のエラー信号Ｆ２と共に許可素子１９０の出力信号もセットされているときにだけセットされ、そうでない場合には、結果として得られるエラー信号Ｆはリセットされる。それ故、結果として得られるエラー信号Ｆは、許可素子１９０の出力信号がリセットされている際に、クラッチ１０の診断が許可素子１９０によって許可されていないときにもリセットされる。予め定められる第二の時間は、例えば試験台の上で、一方では診断のために十分な時間が得られるように十分に大きく選ばれると共に、他方ではクラッチ１０が閉じられているときに負荷変動によって害を受けないように十分に短く選ばれるように、適切に設定されることができる。

しかしながら、結果として得られるエラー信号Ｆがセットされた場合には、コンプレッサー５のクラッチ１０が故障して締結されていないことを推定することができる。結果として得られるエラー信号Ｆは、例えばクラッチ制御ユニット１４５に送られることができる。エラー信号Ｆがリセットされていれば、クラッチ制御ユニット１４５によって無視される。そうでない場合、即ち結果として得られるエラー信号Ｆがセットされている場合には、クラッチ制御ユニット１４５が制御信号Ｅを通じてクラッチ１０を開かせ、且つ、内燃機関１の非常作動を可能にするためにコンプレッサー制御弁１５を好ましくは完全に開かせる。そうすれば、内燃機関１はともかく従来の吸気エンジンのようにバイパス路１７５、過給気冷却器８０、及びスロットルバルブ８５を通して運転されることが可能である。

図３には、本発明に基づく方法の例示としての流れを説明するための流れ図が示されている。プログラムのスタートの後、クラッチ制御ユニット１４５は、クラッチ１０とコンプレッサー制御弁１５を開の状態に保持する制御信号Ｅが実際に出力されているか否かを、従って、例えばアイドリング運転状態或いはアイドリングに近い運転状態になっているか否かを、チェックする。もしそうであれば（ｙ）、プログラムポイント２０５へ送られ、そうでない場合（ｎ）には、プログラムポイント２００へ戻される。

プログラムポイント２０５では、第一のメモリー１３０が、測定されたエアマス流ｍ’のその時々の実際の走査値で上書きされる。次いで、プログラムポイント２１０へ送られる。

プログラムポイント２１０では、クラッチ制御ユニット１４５がアクセルペダルモジュール１５０の信号、場合によっては、外部の負荷要求モジュール１５５の信号に基づいて、負荷を引き上げるための、従ってクラッチ１０を閉じるための要求があるか否かをチェックする。要求がある場合（ｙ）には、プログラムポイント２１５へ送られ、そうでない場合（ｎ）には、プログラムポイント２０５へ戻される。

プログラムポイント２１５では、クラッチ制御ユニット１４５が制御信号Ｅによってクラッチ１０とコンプレッサー制御弁１５を閉じさせると共にスイッチ１２５を第二のスイッチ位置から第一のスイッチ位置へと動かす。次いで、時間遅延素子１４０と許可素子１９０に基づいて、予め定められた第一の時間が経過するのが待たれる。次いで、プログラムポイント２２０へ送られる。

プログラムポイント２２０では、第二のメモリー１３５がエアマス流ｍ’のその時の測定値で上書きされる。更に、計算ユニット３０でエアマス流の実際の値ｍ_ｂｅｒ’が計算される。次いで、プログラムポイント２２５へ送られる。

プログラムポイント２２５では、第一の比較ユニット３５が第一の差Δ１を上述の手法で形成する。次いで、プログラムポイント２３０へ送られる。

プログラムポイント２３０では、第一の検知ユニット４０が、第一の差Δ１が予め定められている第一の閾値よりも小さいか否をチェックする。小さい場合（ｙ）には、プログラムポイント２３５へ送られ、そうでない場合（ｎ）には、プログラムポイント２６０へ送られる。

プログラムポイント２３５では、第一のエラー信号Ｆ１がセットされる。次いで、プログラムポイント２４０へ送られる。

プログラムポイント２４０では、第二の比較ユニット４５が第二の差Δ２を上述の手法で形成する。次いで、プログラムポイント２２４５へ送られる。

プログラムポイント２４５では、第二の検知ユニット５０が、第二の差Δ２が予め定められている第二の閾値よりも小さいか否かをチェックする。小さい場合（ｙ）には、プログラムポイント２５０へ送られ、そうでない場合（ｎ）には、プログラムポイント２５５へ送られる。

プログラムポイント２５０では、許可素子１９０の出力信号が未だセットされている限り、結果として得られるエラー信号Ｆがセットされる。許可素子１９０の出力信号が最早セットされていなければ、結果として得られるエラー信号Ｆはリセットされるか或いはリセットされたままとなる。次いで、プログラムが終了される。

プログラムポイント２５５では、結果として得られるエラー信号Ｆがリセットされるか或いはリセットされたままとなる。次いで、プログラムが終了される。

プログラムポイント２６０では、結果として得られるエラー信号Ｆがリセットされるか或いはリセットされたままとなる。次いで、プログラムが終了される。

本実施例では、コンプレッサー５のクラッチ１０の診断のためにエアマス流ｍ’の評価が説明された。代わりのやり方として、エアマス流ｍ’ではなく、エアマス流ｍ’に関する別の特徴的パラメータ、例えばスロットルバルブ８５の下流側で支配的であり、且つ調整可能な係数を通じてエアマス流ｍ’に換算可能な吸気管圧力を用いることもできる。代わりのやり方として又スロットルバルブ８５の開度をエアマス流ｍ’に関する特徴的パラメータとして用いることができ、その場合、スロットルバルブ８５の開度は更に、エンジン回転数ｎに応じて同じくエアマス流ｍ’に換算される。

予め定められている第一の閾値及び／または予め定められている第二の閾値をゼロとすると、上述の実施例が簡単化される。この場合には、予め定められている第一の閾値或いは予め定められている第二の閾値の適用は、省略することができる。

計算ユニット３０でのエアマス流ｍ’の計算は、例えば、圧力差Ｐ２−Ｐ１或いは圧力比Ｐ２／Ｐ１の形の、第一の圧力Ｐ１と第二の圧力Ｐ２によって定められる、コンプレッサー５を介した圧力低下、コンプレッサー５へ送り込まれる空気の温度Ｔ及び内燃機関のエンジン回転数ｎに依存して行われる。

エラーは、クラッチ１０が部分的にしか又完全には閉じることができず、従って正しく閉じることができないときにも、検知される。その際には、コンプレッサー５は確かにクランクシャフト１８５によって動かされるが、クラッチ１０がスリップするので十分には動かされない。予め定められている第一の閾値と予め定められている第二の閾値の適切な適用によって、このようなエラーのケースでも、結果として得られるエラー信号Ｆの設定によって検知することができる。この場合、予め定められている第一の閾値は、クラッチ１０が完全に閉じられることができるか否かだけを診断する場合よりも、大きく設定されるものとする。その場合、予め定められている第一の閾値は、何れにせよ正の値として設定される。予め定められている第二の閾値は、既に述べられたように、負であり、スリップしているクラッチ１０もエラーとして診断されるケースでは、クラッチ１０を完全に閉じることができないときにだけ、エラーが診断される場合よりも大きく設定されなければならない。

信頼性は低下するが、第二のエラー信号Ｆ２の形成を止めることによって診断を簡易化することができる。この場合には、測定ユニット１０５、１１０、１１５、１２０、計算ユニット３０、第二の比較ユニット４５、第二の閾値メモリー１６５、及び第二の検知ユニット５０を省略することができる。

１ 内燃機関
５ コンプレッサー
１０ クラッチ
１５ バイパス弁（コンプレッサー制御弁）
２０ 制御装置
２５ 第一の測定ユニット
３０ 計算ユニット
３５ 第一の比較ユニット
４０ 第一の検知ユニット
４５ 第二の比較ユニット
５０ 第二の検知ユニット
５５ 吸気系
６０ エアマス計
６５ 温度センサ
７０ 第二の圧力センサ
７５ 第一の圧力センサ
８０ 過給気冷却器
８５ スロットルバルブ
９０ エンジンブロック
９５ 回転数センサ
１００ 排気ガス経路
１０５ 第二の測定ユニット
１１０ 第三の測定ユニット
１１５ 第四の測定ユニット
１２０ 第五の測定ユニット
１２５ スイッチ
１３０ 第一のメモリー
１３５ 第二のメモリー
１４０ 時間遅延要素
１４５ クラッチ制御ユニット
１５０ アクセルペダルモジュール
１５５ 外部の負荷要求モジュール
１６０ 第一の閾値メモリー
１７０ ＡＮＤ素子
１７５ バイパス路
１８０ シャフト
１８５ クランクシャフト
１９０ 許可素子

Claims (9)

1. コンプレッサー（５）がクラッチ（１０）を介してスイッチオンされ、内燃機関（１）へのエアマス流が求められる、内燃機関（１）に送り込まれる空気の圧縮のためのコンプレッサー（５）と、当該コンプレッサー（５）の上流側に配置され、内燃機関（１）へのエアマス流を測定するエアマス計（６０）と、当該コンプレッサー（５）の下流側に配置され、燃焼室へのエアマス流を調節するスロットルバルブ（８５）とを備えた内燃機関（１）のクラッチ（１０）の診断方法において、
   クラッチ（１０）の締結によって行われるコンプレッサー（５）のスイッチオンの前にエアマス計（６０）によって測定される内燃機関へのエアマス流の第一の値が、クラッチ（１０）の締結によって行われるコンプレッサー（５）のスイッチオンの後にエアマス計（６０）によって測定される内燃機関へのエアマス流の第二の値と比較されること、及び
   クラッチの締結の際に、内燃機関へのエアマス流が期待されている程上昇しないか或いは当該エアマス流が低下された場合には、内燃機関へのエアマス流の前記第二の値からの内燃機関へのエアマス流の前記第一の値のずれに応じて、クラッチ（１０）が正しく締結されていないことを示すエラーが検知されること、
   を特徴とする内燃機関のクラッチの診断方法。
2. エアマス流の前記第二の値が、クラッチ（１０）の締結の後の予め定められている時間の経過した後に、求められることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
3. エアマス流の前記第二の値が、エアマス流の前記第一の値から、予め定められている第一の閾値よりも小さいときに、前記エラーが検知されることを特徴とする請求項１に記載の診断方法。
4. エアマス流の前記第二の値が、エアマス流の前記第一の値よりも小さいときに、前記エラーが検知されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の診断方法。
5. コンプレッサー（５）に並列接続されているバイパス弁（１５）が、コンプレッサー（５）がクラッチ（１０）の締結によってスイッチオンされるときに、閉弁方向に操作されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の診断方法。
6. コンプレッサー（５）に並列接続されているバイパス弁（１５）が、コンプレッサー（５）がクラッチ（１０）の締結によってスイッチオンされるときに、完全に閉弁されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の診断方法。
7. 前記エラーが検知されると、バイパス弁（１５）が再び開弁方向に操作されることを特徴とする請求項５又は６に記載の診断方法。
8. 前記エラーが検知されると、バイパス弁（１５）が再び完全に開弁されることを特徴とする請求項５又は６に記載の診断方法。
9. コンプレッサー（５）がクラッチ（１０）を介してスイッチオンされ、内燃機関（１）へのエアマス流が求められる、内燃機関（１）に送り込まれる空気の圧縮のためのコンプレッサー（５）と、当該コンプレッサー（５）の上流側に配置され、内燃機関（１）へのエアマス流を測定するエアマス計（６０）と、当該コンプレッサー（５）の下流側に配置され、燃焼室へのエアマス流を調節するスロットルバルブ（８５）とを備えた内燃機関（１）のクラッチ（１０）の診断装置（２０）において、
   クラッチ（１０）の締結によるコンプレッサー（５）のスイッチオン前にエアマス計（６０）によって測定されるエアマス流の第一の値を、クラッチ（１０）の締結によるコンプレッサー（５）のスイッチオン後にエアマス計（６０）によって測定されるエアマス流の第二の値と比較する比較手段（３５）と、
   クラッチの締結の際に、内燃機関へのエアマス流が期待されている程上昇しないか或いは当該エアマス流が低下された場合には、内燃機関へのエアマス流の前記第二の値からの内燃機関へのエアマス流の前記第一の値のずれに応じて、クラッチ（１０）が正しく締結されていないことを示すエラーを検知するエラー検知手段（４０）と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関のクラッチの診断装置。

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