JPH1182035A - 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

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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JPH1182035A JP10181727A JP18172798A JPH1182035A JP H1182035 A JPH1182035 A JP H1182035A JP 10181727 A JP10181727 A JP 10181727A JP 18172798 A JP18172798 A JP 18172798A JP H1182035 A JPH1182035 A JP H1182035A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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。異なる吸
気管弁位置のそれぞれにおいて該計算された吸気管圧力
と該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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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３２
３８１９０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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｇ０１Ｍ 15/00 Ｚ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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。
  2. 【請求項２】 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。
  3. 【請求項３】 空気質量流量（ｍｓ）及び回転速度（ｎ
    ｍｏｔ）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。
  4. 【請求項４】 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。
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