図面 (/)

技術 内燃機関を運転するための方法及び制御システム

出願人 マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー
発明者 アンドレアス・デーリングアルミン・ヴェーバー
出願日 2018年7月12日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2018-132144
公開日 2019年2月7日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2019-019823
状態 未査定
技術分野 機関出力の制御及び特殊形式機関の制御 非液体燃料の機関への供給 燃料噴射装置
主要キーワード 曲線推移 点検間隔 特性要因図 大型内燃機関 スタンバイ動作モード 吸引スロット ガス空気 閉鎖角
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年2月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

内燃機関運転するための新しい方法と、当該方法を実施するための制御システムと、を創出すること。

解決手段

複数のシリンダを有する内燃機関を運転するための方法であって、前記内燃機関は、各シリンダに関して、少なくとも1つの燃料噴射装置を有しており、前記燃料噴射装置それぞれは、前記燃料噴射装置それぞれの電磁弁によって、開閉のために作動され、前記燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は前記燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出され、測定によって検出された前記固体伝搬音波及び/又は測定によって検出された前記加速度の評価が行われ、前記評価に基づいて、前記燃料噴射装置の特性が自動的に決定される。

概要

背景

内燃機関は、複数のシリンダを有している。各シリンダの領域には、少なくとも1つの燃料噴射装置が取り付けられている。燃料噴射装置は、開閉のために作動可能であり、すなわち、対応する作動電流が供給される燃料噴射装置の電磁弁を通じて作動可能である。燃料噴射装置は、重油若しくは残油等のディーゼル燃料のための燃料噴射装置であるか、又は、ガス燃料のための燃料噴射装置であり得る。燃料噴射装置は、燃料噴射弁とも表現される。

二元燃料エンジンは、シリンダごとに、典型的には3つの燃料噴射装置を、すなわち、ディーゼル燃料のための主要燃料噴射装置と、ガス燃料噴射装置と、点火流体燃料噴射装置と、を有しており、主要燃料噴射装置によって、ディーゼル動作モードとも呼ばれる第1の動作モードにおいて、引火しやすいディーゼル燃料がシリンダに導入され、ガス燃料モードとも呼ばれる第2の動作モードでは、ガス燃料噴射装置によって、典型的には、過給空気とガス燃料との、それ自体引火しやすい混合物が供給され、当該混合物は、第2の動作モードにおいて点火流体燃料噴射装置によって各シリンダに導入される点火流体を通じて、点火され得る。その際、点火流体として用いられるのは、ディーゼル燃料である。第2の動作モードにおいては、比較的少量のディーゼル燃料が、各シリンダに導入されるべきであり、主要燃料噴射装置は、これまで、このような少量の燃料の供給が可能であるようには設計されていなかったので、先行技術では、二元燃料エンジンに、噴射量が減少した、別個の点火流体燃料噴射装置を取り付けることが必要である。

燃料噴射装置は、内燃機関の運転中、摩耗に晒されている。それゆえ、内燃機関、すなわちその燃料噴射装置は、定められた点検間隔でのメンテナンス、又は、交換までもが必要になる。特に、例えば船舶用ディーゼル内燃機関のような、ディーゼル燃料として重油、残油等を用いて動作する大型内燃機関においては、このような点検間隔の評価は、燃料品質及びそれに起因する摩耗率が数多く、変型例も多様であるので、困難をもたらす。さらに、このような燃料噴射装置は、特に摩耗の増大につながる、ディーゼル燃料における高い硫黄及び灰の割合によって、又は、スラグの形成につながる可能性がありかつ燃料噴射装置の閉鎖を妨げる、ディーゼル燃料における金属含有量の増大によっても、増大した摩耗に晒される。類似の問題は、ガス燃料噴射装置の場合も、特にバイオガスで運転される場合に生じる。

実践からは、測定によって検出された排ガス温度に基づいて、燃料噴射装置の挙動検査することが知られている。しかしながら、これは、不正確であり、長い遅延時間と結びついている。なぜなら、排ガス温度に依存する、燃料噴射装置の欠陥又は摩耗は、大きく遅れてのみ認識されるからである。従って、燃料噴射装置の特性が、容易かつ確実かつ迅速に監視可能であり、特にそれに応じて、必要な点検作業又はメンテナンス作業を認識及び開始するような内燃機関を運転するための方法が必要である。特にまた、二元燃料エンジンにおいて、主要燃料噴射装置をより正確に動作させ、それによって、別個の点火流体燃料噴射装置を省略可能にすることも必要である。

概要

内燃機関を運転するための新しい方法と、当該方法を実施するための制御システムと、を創出すること。複数のシリンダを有する内燃機関を運転するための方法であって、前記内燃機関は、各シリンダに関して、少なくとも1つの燃料噴射装置を有しており、前記燃料噴射装置それぞれは、前記燃料噴射装置それぞれの電磁弁によって、開閉のために作動され、前記燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は前記燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出され、測定によって検出された前記固体伝搬音波及び/又は測定によって検出された前記加速度の評価が行われ、前記評価に基づいて、前記燃料噴射装置の特性が自動的に決定される。

目的

本発明の課題は、内燃機関を運転するための新しい方法と、当該方法を実施するための制御システムと、を創出することにある

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

複数のシリンダを有する内燃機関運転するための方法であって、前記内燃機関は、各シリンダに関して、少なくとも1つの燃料噴射装置を有しており、前記燃料噴射装置それぞれは、前記燃料噴射装置それぞれの電磁弁によって、開閉のために作動される方法において、前記燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は前記燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出され、測定によって検出された前記固体伝搬音波及び/又は測定によって検出された前記加速度の評価が行われ、前記評価に基づいて、前記燃料噴射装置の特性が自動的に決定されることを特徴とする方法。

請求項2

測定によって検出された前記固体伝搬音波及び/又は前記加速度が、各基準値と比較され、かつ/又は、互いに比較され、前記比較に基づいて、前記燃料噴射装置の特性が自動的に決定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記固体伝搬音波及び/又は前記加速度が、前記燃料噴射装置に固体伝搬音波側において連結されたアセンブリに取り付けられた固体伝搬音波センサ及び/又は加速度センサを用いて検出されるか、又は、前記燃料噴射装置に直接取り付けられた固体伝搬音波センサを用いて検出される、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

前記比較に基づいて、自動的に、前記燃料噴射装置の、開放期間及び/又は開放速度及び/又は閉鎖速度及び/又は開放時間及び/又は閉鎖時間及び/又は開放角及び/又は閉鎖角及び/又は摩耗及び/又はドリフトが検出されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

前記比較に基づいて、自動的に、正常に動作している燃料噴射装置と、正常に動作していない燃料噴射装置と、が検出されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。

請求項6

前記内燃機関が停止している間、いわゆるスタンバイモードにおいて、前記燃料噴射装置の前記電磁弁が、前記燃料噴射装置への燃料噴射圧力無しに、開閉のために作動され、前記燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/若しくは前記燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出され、実際の測定量と目標量との比較に応じて、前記電磁弁に依存する前記燃料噴射装置のドリフト又は摩耗が確認され、かつ/又は、前記内燃機関が噴射モードで運転され、その際、前記燃料噴射装置の前記電磁弁が、前記燃料噴射装置への燃料噴射圧力で、開閉のために作動される場合、前記燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は前記燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出され、実際の測定量と目標量との比較に応じて、ノズルニードル及び/若しくはノズルシートに依存する、前記燃料噴射装置のドリフト又は摩耗が確認されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

前記電磁弁に依存するドリフト又は摩耗に応じて、前記燃料噴射装置それぞれの前記電磁弁それぞれの作動開始及び/若しくは作動終了が調整され、かつ/又は、ノズルニードルに依存する、及び/若しくは、ノズルシートに依存するドリフト又は摩耗に応じて、前記燃料噴射装置それぞれの前記電磁弁それぞれの作動開始及び/若しくは作動終了が調整されることを特徴とする、請求項6に記載の方法。

請求項8

ディーゼルエンジンにおいて、ディーゼル燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波、及び/又は、前記ディーゼル燃料噴射装置に起因する加速度が検出されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。

請求項9

二元燃料エンジンにおいて、第1の動作モードでは、ディーゼル燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又はディーゼル燃料噴射装置に起因する加速度が検出かつ評価され、第2の動作モードでは、ディーゼル燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は前記ディーゼル燃料噴射装置に起因する加速度と、さらに、ガス燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は前記ガス燃料噴射装置に起因する加速度が検出かつ評価されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。

請求項10

請求項1から9のいずれか一項に記載の方法を制御側で実施することを特徴とする、内燃機関を運転するための制御システム

技術分野

0001

本発明は、内燃機関運転するための方法と、当該方法を実施するための制御システムと、に関する。

背景技術

0002

内燃機関は、複数のシリンダを有している。各シリンダの領域には、少なくとも1つの燃料噴射装置が取り付けられている。燃料噴射装置は、開閉のために作動可能であり、すなわち、対応する作動電流が供給される燃料噴射装置の電磁弁を通じて作動可能である。燃料噴射装置は、重油若しくは残油等のディーゼル燃料のための燃料噴射装置であるか、又は、ガス燃料のための燃料噴射装置であり得る。燃料噴射装置は、燃料噴射弁とも表現される。

0003

二元燃料エンジンは、シリンダごとに、典型的には3つの燃料噴射装置を、すなわち、ディーゼル燃料のための主要燃料噴射装置と、ガス燃料噴射装置と、点火流体燃料噴射装置と、を有しており、主要燃料噴射装置によって、ディーゼル動作モードとも呼ばれる第1の動作モードにおいて、引火しやすいディーゼル燃料がシリンダに導入され、ガス燃料モードとも呼ばれる第2の動作モードでは、ガス燃料噴射装置によって、典型的には、過給空気とガス燃料との、それ自体引火しやすい混合物が供給され、当該混合物は、第2の動作モードにおいて点火流体燃料噴射装置によって各シリンダに導入される点火流体を通じて、点火され得る。その際、点火流体として用いられるのは、ディーゼル燃料である。第2の動作モードにおいては、比較的少量のディーゼル燃料が、各シリンダに導入されるべきであり、主要燃料噴射装置は、これまで、このような少量の燃料の供給が可能であるようには設計されていなかったので、先行技術では、二元燃料エンジンに、噴射量が減少した、別個の点火流体燃料噴射装置を取り付けることが必要である。

0004

燃料噴射装置は、内燃機関の運転中、摩耗に晒されている。それゆえ、内燃機関、すなわちその燃料噴射装置は、定められた点検間隔でのメンテナンス、又は、交換までもが必要になる。特に、例えば船舶用ディーゼル内燃機関のような、ディーゼル燃料として重油、残油等を用いて動作する大型内燃機関においては、このような点検間隔の評価は、燃料品質及びそれに起因する摩耗率が数多く、変型例も多様であるので、困難をもたらす。さらに、このような燃料噴射装置は、特に摩耗の増大につながる、ディーゼル燃料における高い硫黄及び灰の割合によって、又は、スラグの形成につながる可能性がありかつ燃料噴射装置の閉鎖を妨げる、ディーゼル燃料における金属含有量の増大によっても、増大した摩耗に晒される。類似の問題は、ガス燃料噴射装置の場合も、特にバイオガスで運転される場合に生じる。

0005

実践からは、測定によって検出された排ガス温度に基づいて、燃料噴射装置の挙動検査することが知られている。しかしながら、これは、不正確であり、長い遅延時間と結びついている。なぜなら、排ガス温度に依存する、燃料噴射装置の欠陥又は摩耗は、大きく遅れてのみ認識されるからである。従って、燃料噴射装置の特性が、容易かつ確実かつ迅速に監視可能であり、特にそれに応じて、必要な点検作業又はメンテナンス作業を認識及び開始するような内燃機関を運転するための方法が必要である。特にまた、二元燃料エンジンにおいて、主要燃料噴射装置をより正確に動作させ、それによって、別個の点火流体燃料噴射装置を省略可能にすることも必要である。

発明が解決しようとする課題

0006

この必要性から出発して、本発明の課題は、内燃機関を運転するための新しい方法と、当該方法を実施するための制御システムと、を創出することにある。

課題を解決するための手段

0007

本課題は、請求項1に記載の方法によって解決される。本発明によると、燃料噴射装置によって放出される固体伝搬音波、及び/又は、燃料噴射装置に起因する加速度が測定によって検出され、測定によって検出された燃料噴射装置の固体伝搬音波及び/又は加速度が評価され、当該評価に基づいて、自動的に、燃料噴射装置の特性が決定される。好ましくは、評価のために、測定によって検出された固体伝搬音波及び/又は加速度は、それぞれの基準値と比較され、かつ/又は、互いに比較される。特に、燃料噴射装置の欠陥又は摩耗を、遅延無く迅速に検出することが可能である。

0008

好ましくは、比較に基づいて自動的に、正常に動作している燃料噴射装置と、正常に動作していない燃料噴射装置とが検出される。特に、様々な燃料噴射装置において、又は、4つの様々な燃料噴射装置に関して検出された固体伝搬音波及び/又は加速度が、別の燃料噴射装置の固体伝搬音波及び/又は加速度と相互に比較される場合、特に有利に、正常に動作している燃料噴射装置と正常に動作していない燃料噴射装置とを決定することができる。

0009

好ましくは、比較に基づいて自動的に、燃料噴射装置の、開放期間及び/又は開放速度及び/又は閉鎖速度及び/又は開放時間及び/又は閉鎖時間及び/又は開放角及び/又は閉鎖角及び/又は摩耗及び/又はドリフトを決定することができる。これら全ての燃料噴射装置の動作パラメータは、燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は燃料噴射装置に起因する加速度の検出及び評価によって、検出され得る。これら全てのパラメータは、燃料噴射装置の特性を表しており、それに基づいて、点検作業及びメンテナンス作業が自動的に開始され得る。

0010

好ましくは、固体伝搬音波及び/又は加速度は、好ましくは燃料噴射装置に直接取り付けられている固体伝搬音波センサ及び/又は加速度センサを用いて検出される。燃料噴射装置に各センサを直接取り付けることによって、固体伝搬音波及び/又は加速度を特に正確に決定することができる。

0011

本発明の有利なさらなる発展形態によると、内燃機関が停止している間、いわゆるスタンバイモードにおいて、燃料噴射装置の電磁弁が、燃料噴射装置への燃料噴射圧力無しに、開閉のために作動され、燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出され、実際の測定量と目標量との比較に応じて、電磁弁に依存する燃料噴射装置のドリフト又は摩耗が確認される。これは有利である。なぜなら、それによって、内燃機関の運転の間に生じるような、阻害的影響が回避されるからである。このスタンバイモードの間に、燃料圧力を最小化する、最良の場合にはゼロにまで低下させることが規定されており、それによって、噴射装置/噴射弁の作動の間の燃料噴射が回避される。好ましくは、電磁弁に依存するドリフト又は摩耗に応じて、各燃料噴射装置各電磁弁作動開始及び/又は作動終了が調整される。本発明の別の有利なさらなる発展形態によると、内燃機関が噴射モードで運転され、その際、特に、燃料噴射装置の電磁弁が、燃料噴射装置への燃料噴射圧力で、開閉のために作動される場合、燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出され、実際の測定量と目標量との比較に応じて、ノズルニードルに依存する、及び/又は、ノズルシートに依存する、燃料噴射装置のドリフト又は摩耗が確認される。好ましくは、ノズルニードルに依存する、及び/又は、ノズルシートに依存するドリフト又は摩耗に応じて、各燃料噴射装置の各電磁弁の作動開始及び/又は作動終了が調整される。これらのさらなる発展形態によって、燃料噴射装置を、より正確に動作させることができる。二元燃料エンジンの場合、主要燃料噴射装置が、点火流体燃料噴射装置として利用可能できるので、別個の点火流体燃料噴射装置を省略することが可能である。

0012

本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び以下の説明から明らかになる。本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明するが、これに限定されるものではない。示されているのは以下の図である:

図面の簡単な説明

0013

二元燃料エンジンの概略的ブロック図である。
先行技術を明確に示すためのタイミング図である。
本発明の好ましい実施例を明確に示すための第1のタイミング図である。
本発明の好ましい実施例を明確に示すための第2のタイミング図である。
本発明の好ましい実施例を明確に示すための第3のタイミング図である。
本発明の好ましい実施例を明確に示すための第4のタイミング図である。

実施例

0014

本発明は、内燃機関を運転するための方法と、当該方法を実施するための制御システムと、に関する。本発明では、燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は燃料噴射装置に起因する加速度を、測定によって検出し、評価することが提案されている。測定によって検出された固体伝搬音波及び/又は加速度は、評価のために、好ましくは基準値と比較され、かつ/又は、互いに比較され、この比較に基づいて、燃料噴射装置の特性が、自動的に決定される。自動的に検出された特性に基づいて、例えば燃料噴射装置の摩耗状態を決定することが可能であり、それに応じて、特に自動的に、内燃機関の点検作業又はメンテナンス作業が、制御側で開始する。摩耗状態に応じて、緊急停止を行うことも可能である。

0015

特に燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波が検出される場合、これは、好ましくは燃料噴射装置に直接取り付けられている固体伝搬音波センサを用いて行われる。固体伝搬音波センサを、固体伝搬音波側において燃料噴射装置と連結されているアセンブリに取り付けることも可能である。次に、燃料噴射装置に起因する加速度が検出される場合、そのために、好ましくは燃料噴射装置に直接取り付けられている加速度センサが用いられる。加速度センサを、固体伝搬音波側において燃料噴射装置と連結されているアセンブリ上に取り付けることも可能である。

0016

すでに述べたように、測定によって検出された、燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波、及び/又は、測定によって検出された、燃料噴射装置に起因する加速度が評価され、それによって、燃料噴射装置の特性が自動的に決定される。

0017

その際、固体伝搬音波及び加速度を、制御側において予め設定された基準値と比較することが可能である。

0018

代替的に、燃料噴射装置に関して測定によって検出された固体伝搬音波及び/又は加速度を、別の燃料噴射装置において検出された固体伝搬音波及び/又は加速度と比較することも可能であり、その結果、様々な燃料噴射装置の測定値の比較によって、各燃料噴射装置における様々な状態が、制御側において予め明確に設定された基準値無しに決定される。

0019

測定によって検出された値の評価に基づいて、正常に動作している燃料噴射装置と、正常に動作していない燃料噴射装置と、を自動的に検出することができる。

0020

特に、放出された固体伝搬音波及び/又は引き起こされた加速度の検出及び評価を通じて、各燃料噴射装置における、開放期間及び/又は開放速度及び/又は閉鎖速度及び/又は開放時間及び/又は閉鎖時間及び/又は開放角及び/又は閉鎖角、及び/又は、摩耗、及び/又は、ドリフトが決定され得る。これら全ての特性は、制御側において自動的に、内燃機関における点検作業及びメンテナンス作業を開始するために用いられ得る。

0021

燃料噴射装置に起因する加速度又は放出された固体伝搬音波を検出するために、専ら唯一測定方向において測定値を記録するセンサが用いられるか、又は、代替的に、複数の測定方向においても測定信号を記録するセンサが用いられる。複数の方向において対応する測定値を記録するセンサは、マルチアクセスピックアップとも呼ばれる。特に、専ら1つの方向においてのみ測定を行うセンサを用いる場合は、当該センサを複数、互いに組み合わせて使用し、様々な空間方向に配置することが可能である。様々な空間方向において生じる信号の様々な連続長及び/又は入射角によって、信号評価のさらなる可能性が生じる。

0022

以下に、本発明のさらなる詳細を、二元燃料エンジンにおける好ましい使用領域に関する図面を用いて説明する。

0023

図1には、先行技術から知られた二元燃料エンジン1のアセンブリが示されており、図1は、当該二元燃料エンジン1のシリンダ2を示している。シリンダ2は、シリンダヘッド3を有している。シリンダ2内では、連接棒5によってガイドされるピストン4が上下に移動する。

0024

シリンダヘッド3内には、主要燃料噴射装置6が固定されており、主要燃料噴射装置6によって、引火しやすい燃料、特にディーゼル燃料が、燃料ポンプ8から燃料導管7を通って、シリンダ2の燃焼室9に噴射され得る。主要燃料噴射装置6、燃料導管7、及び、燃料ポンプ8は、燃料供給システムの要素であり、当該燃料供給システムは、第1の動作モード、いわゆるディーゼル動作モードにおいて、シリンダ2の燃焼室9内への、引火しやすいディーゼル燃料の供給に用いられる。ディーゼル燃料は、例えば重油又は残油であり得る。当該燃料供給システムは、特に第1の動作モードにおいて、シリンダ2内でディーゼル燃料が燃焼する場合に作動する。ディーゼル燃料の燃焼のために、二元燃料エンジン1の各シリンダ2内には、過給空気10がさらに、吸気弁11を介して導入可能であり、燃料の燃焼の際に生じる排ガス12は、排気弁13を介して、二元燃料エンジン1の各シリンダ2から排出され得る。

0025

二元燃料エンジン1のシリンダ2の燃焼室9内では、第2の動作モード、いわゆるガス動作モードにおいて、代替的に、ガス燃料を燃焼させることが可能である。このために、二元燃料エンジン1は、ガス燃料噴射装置14を含んでおり、ガス燃料噴射装置14によって、ガス供給導管15を通じて供給されるガス燃料が、燃焼空気10内に導入され、ガス空気混合気が、吸気弁11を介して、シリンダ2の燃焼室9に導入される。ガス噴射装置は、ガス燃料が燃焼室に直接加えられるようにも構成され得る(ここでは図示されていない)。このような場合を、ガス直接噴射と言う。この種のガス添加にも、本発明に係る方法を適用することができる。二元燃料エンジン1の第2の動作モードにおいて、それ自体引火しやすいガス空気混合気の点火のために、点火流体噴射装置16を用いてシリンダ2の燃焼室9内に導入され得る、引火しやすい点火流体が用いられる。その際、点火流体としてディーゼル燃料が用いられる。点火流体噴射装置16は、別個の点火流体噴射システムの構成要素であり、当該点火流体噴射システムは、二元燃料エンジン1の各シリンダ2に関して、点火流体噴射装置16を含んでいる。点火流体噴射装置16には、点火流体貯蔵ユニット18から点火流体導管17を通じて点火流体がさらに供給可能であり、点火流体貯蔵ユニット18には、点火流体搬送ポンプ19が配設されており、点火流体搬送ポンプ19は、点火流体貯蔵ユニット18に点火流体を供給する。点火流体搬送ポンプ19には、吸引スロットル20を配設しても良い。

0026

それに従って、先行技術から知られた二元燃料エンジンでは、シリンダ2ごとに3つの燃料噴射装置が存在している。すなわち、第1の動作モードのための主要燃料噴射装置6と、第2の動作モードのためのガス燃料噴射装置14及び点火流体燃料噴射装置16と、である。実践から知られた二元燃料エンジンにおいて、第1の動作モードでディーゼル燃料をシリンダ2に導入する主要燃料噴射装置6を、第2の動作モードで、点火流体燃料噴射装置としても用いることはできないという事情は、実践から知られた二元燃料エンジンにおいて、主要燃料噴射装置6が、そのために必要な燃料の最小量では、十分な精度を持って動作できないということによるものである。

0027

図2は、主要燃料噴射装置6の作動時間Tに亘って、噴射質量Mを描画した図である。その際、曲線推移21は、主要燃料噴射装置6の作動時間に応じた目標の噴射質量を示しており、曲線推移22は、主要燃料噴射装置6におけるドリフト及び/又は摩耗の結果、作動時間Tに応じて形成される実際の噴射質量を示している。燃料噴射装置の作動時間Tは、燃料噴射装置6の電磁弁が、励磁の開始時に各燃料噴射装置を開放し、励磁の終了時に各燃料噴射装置を閉鎖するために、励磁時間の長さであると理解されるべきである。

0028

図2は、実際の噴射質量20の推移が、目標の噴射質量21の推移から明らかに逸脱していることを示している。つまり、図2では実例を用いて、作動時間Tが非常に短い場合には、主要燃料噴射装置6は、作動にも関わらず、差し当たり燃料をシリンダ2に導入し、作動時間Tが長くなると共に、主要燃料噴射装置6は、目標の噴射質量21によって予め設定されているよりも少ない実際の噴射質量をシリンダに常に導入することが示されている。その際、ずれΔTは、燃料噴射弁におけるドリフト又は摩耗を明らかにしており、このドリフト又は摩耗の結果、当面の燃料弁の作動にも関わらず、燃料弁は、シリンダにいかなる燃料も導入しない。
すでに述べたように、本発明によると、燃料噴射装置によって放出された固体伝搬音波及び/又は燃料噴射装置に起因する加速度が、測定によって検出される。

0029

図3は、時間tに亘って、固体伝搬音波KWを可視化しており、つまり、固体伝搬音波の目標の推移23と実際の推移24とを可視化しており(図3及び図5の推移は、加工された固体伝搬音信号推移であり、固体伝搬音波の代わりに、図に関連する固体伝搬信号推移を表している)、固体伝搬音波は、主要燃料噴射装置6が、図2で例示的に選択された作動時間T1で、開閉のために作動される場合、すなわち、特に二元燃料エンジン1がスタンバイモードにおいて動作する場合、特に主要燃料噴射装置6の電磁弁が、主要燃料噴射装置6への燃料噴射圧力無しに、開閉のために作動される場合、理論的に存在することになり、実際に形成される。

0030

本発明によると、実際に放出された実際の固体伝搬音波24は、目標の固体伝搬音波23と比較され(比較は、例えば特性的に定量化された基準値に関する特性要因図(開放、閉鎖等)の形において、又は、モデルに基づいて行われ…23はその信号特性に関して比較される…)、その際、図3によると、二元燃料エンジン1のスタンバイモードの場合、各主要燃料噴射装置6の開放の際に、目標の固体伝搬音波23の最大値と、実際の固体伝搬音波24の最大値との間において(図面における経時的な固体伝搬音の変化をΔKWで辿るが、場合によっては誤解を招く)、各主要燃料噴射装置6のずれが決定される。図3の例では、スタンバイモードにおいて、作動の終了時に、すなわち主要燃料噴射装置6の閉鎖の際に、このような目標の固体伝搬音波23と実際の固体伝搬音波24との間のずれは認識されない。

0031

しかしながら、スタンバイモードにおいて、作動の終了時にも、すなわち各主要燃料噴射装置6の閉鎖の際にも、又は、各主要燃料噴射装置6の作動の終了時のみにも、実際の固体伝搬音波24と目標の固体伝搬音波23との間のこのようなずれが認識され得る(図3及び図5の推移は、加工された固体伝搬音信号推移であり、固体伝搬音波の代わりに図に関連する固体伝搬信号推移を表している)こと、すなわち固体伝搬音波23、24の最大値の間の対応するずれが認識され得ることが指摘される。

0032

特に、スタンバイ動作モードにおいて、実際に放出された実際の固体伝搬音波24と目標の固体伝搬音波23との間のずれが認識される場合に、主要燃料噴射装置6の電磁弁に依存するドリフト又は摩耗を決定することが規定されており、特に、この電磁弁に依存するドリフト又は摩耗に応じて、各主要燃料噴射装置6の各電磁弁の作動開始及び/又は作動終了、図3では作動開始が、調整される。

0033

図4は、作動時間Tに亘って、再び、噴射質量M(大文字のTを作動時間、小文字のtを時間軸単位と見なす。Tの代わりに、(SOE−EOE)でも良く、SOEは励磁開始、EOEは励磁終了の意味である)、すなわち目標の噴射質量21及び実際の噴射質量22’を示しており、特に、主要燃料噴射装置6の電磁弁の制御が、図3において認識された電磁弁に依存するドリフト又は摩耗に応じて、すなわち各主要燃料噴射装置6の電磁弁の作動開始時の固体伝搬信号推移23、24のずれΔT1に応じて調整される場合、実際の噴射質量22’が形成される。その際、図4から導き出されることに、この電磁弁の作動の調整によって、特に作動時間Tが小さい場合に、すでに実際の噴射質量22’が、図2において作動時間が調整されていない場合よりも顕著に、目標の噴射質量21を辿っている。

0034

特に、内燃機関が、スタンバイモードにおいて、主要燃料噴射装置6への燃料噴射圧力無しに動作する場合に、実際の固体伝搬音波と目標の固体伝搬音波との間のずれが検出されるだけではなく、特に、内燃機関が噴射モードで動作し、主要燃料噴射装置6の電磁弁の作動の際に、開閉のために、主要燃料噴射装置6に燃料噴射圧力が加えられる場合にも検出される。図5はやはり、時間tに亘って、固体伝搬音波(音響強度)、つまり、目標の固体伝搬音波23’及び実際の固体伝搬音波24’の推移(図3及び図5の推移は、加工された固体伝搬音信号推移であり、図に関連する固体伝搬音波の代わりに固体伝搬信号推移、音響強度を用いる)を描画し、やはり各燃料噴射装置6の電磁弁の作動期間T1に関する推移を描画している。その際、図5では、作動期間がすでに、スタンバイモードにおいて認識された、主要燃料噴射装置6の電磁弁に依存するドリフト又は摩耗に応じて調整されている。

0035

図5に示された例では、噴射モードにおいて、特に、各主要燃料噴射装置6の電磁弁が、開閉のために、主要燃料噴射装置6への燃料噴射圧力で作動される場合、実際の固体伝搬音波の推移23’は、測定によって検出され、目標の推移24と比較され、図5では例示的に、噴射期間の終了時、すなわち各主要燃料噴射装置6の閉鎖の際に、固体伝搬音波KWの目標の推移24’と実際の推移23’との間のずれΔt2が検出される。このずれΔt2は、各燃料噴射装置6における、ノズルニードルに依存する及び/又はノズルシートに依存するドリフト又は摩耗を示し、このノズルニードルに依存する及び/又はノズルシートに依存するドリフト又は摩耗に応じて、各主要燃料噴射装置6の電磁弁の作動期間が、すなわち図5では、作動終了が、再び調整され、それによって、この、実際の固体伝搬音波23と目標の固体伝搬音波24との間におけるずれΔt2によって反映される、ノズルニードルに依存する及び/又はノズルシートに依存するドリフト又は摩耗が補償される。噴射モードでは、作動の開始時にも、すなわち各主要燃料噴射装置6の開放の際にも、このような実際の固体伝搬音波24と目標の固体伝搬音波23との間のずれが認識され得ることが指摘される。

0036

特に、作動期間T、すなわち各主要燃料噴射装置6のための電磁弁の作動開始及び/又は作動終了が、スタンバイモード及び噴射モードにおいて検出された、図3及び図5の固体伝搬音波の各目標の推移と各実際の推移との間のずれΔt1及びずれΔt2によって反映されているドリフト又は摩耗に応じて、補償される場合、各主要燃料噴射装置6の電磁弁の作動の際に、図6において曲線推移22”で示された実際の噴射質量が形成され、実際の噴射質量は、目標の噴射質量21を辿っている。

0037

それによって、主要燃料噴射装置6、特に電磁弁及び/又はノズルニードル及び/又はノズルシートにおけるドリフト又は摩耗に関わらず、所望の量の燃料を、シリンダ2に正確に導入することが可能である。それによって、特に二元燃料エンジン1において、主要燃料噴射装置6を正確に動作させ、第2の動作モードにおいても点火流体噴射装置として利用することが可能であるので、別個の点火流体噴射装置を省略することができる。

0038

上述の詳細は、二元燃料エンジンにおいてのみ用いられるのではなく、専らディーゼル燃料を燃焼させるエンジンでも用いられ得る。この場合、効率が上昇し、排ガスの排出量は減少し得る。

0039

さらに、二元燃料エンジンのガス燃料噴射装置14の領域に導入されたガス量を、より高い精度をもって、過給空気10に導入するために、上述の詳細を利用することができる。ガス燃料噴射装置14の領域では、特にガス燃料噴射装置14の詰まりが監視され得る。このようなガス燃料噴射装置の詰まりは、先行技術によると、ガスの制御不能な供給につながり、それによって、内燃機関の過給空気導管において、また、排ガス導管においても、爆発の危険性が増大する。これは、本発明によって回避され得る。なぜなら、ガス燃料噴射装置14における固体伝搬音波及び/又は加速度の検出によって、その詰まりが検出可能であり、制御不能なガスの供給を停止するために、対応する対策が導入され得るからである。特に、この場合、内燃機関の緊急停止が実施され得る。さらに、ガス燃料噴射装置14に向かうガス供給遮断するために、図示されていない、ガス供給導管15内でガス燃料噴射装置14の上流に配設された弁を閉じることが可能である。

0040

本発明はさらに、本発明に係る方法を実施するための制御システム、すなわち電子制御システムに関するものであり、当該制御システムは、特にエンジン制御システムである。当該制御システムは、当該方法を制御側で実施するための手段を含んでおり、これら手段は、ソフトウェア側の手段及びハードウェア側の手段である。ハードウェア側の手段に数えられるのは、データインターフェースであり、それによって、本発明に係る方法の実施に関与するアセンブリ、特に使用されるセンサと、データが交換される。さらに、ハードウェア側の手段に数えられるのは、データ処理のためのプロセッサ及びデータ記録のためのメモリである。ソフトウェア側の手段に数えられるのは、本発明に係る方法を実施するためのプログラムモジュールである。

0041

1二元燃料エンジン
2シリンダ
3シリンダヘッド
4ピストン
5連接棒
6 主要燃料噴射装置
7燃料導管
8燃料ポンプ
9燃焼室
10過給空気
11吸気弁
12排ガス
13排気弁
14ガス燃料噴射装置
15ガス供給導管
16点火流体噴射装置
17 点火流体導管
18 点火流体貯蔵ユニット
19 点火流体搬送ポンプ
20吸引スロットル
21目標の噴射質量
22、22’ 実際の噴射質量
23、23’固体伝搬音波の目標の推移、目標の固体伝搬音波
24、24’ 固体伝搬音波の実際の推移、実際の固体伝搬音波

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社豊田自動織機の「 天然ガスエンジンの制御装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】耐ノック性の向上のためのボイルオフガスを効率的に供給することができる天然ガスエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】天然ガスエンジンの制御装置100は、液化天然ガスを貯蔵する第1タンク21と... 詳細

  • 日立造船株式会社の「 動作監視システム」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】2段式の油圧アクチュエータの異常を自動的に検出する。【解決手段】油圧アクチュエータ72の動作監視システムでは、監視部は、第1センサ55と、第2センサ(すなわち、第2上センサ56および/または第... 詳細

  • トヨタ自動車株式会社の「 内燃機関の排気還流装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】EGRバルブの早期暖機を図ることのできる内燃機関の排気還流装置を提供する。【解決手段】排気還流装置200は、内燃機関10の排気通路15と吸気通路13とを接続するEGR通路20と、EGR通路20... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ