特許 7542952 内燃機関を運転するための方法及び制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-23

(45)【発行日】2024-09-02

(54)【発明の名称】内燃機関を運転するための方法及び制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 51/00 20060101AFI20240826BHJP

   F02M 65/00 20060101ALI20240826BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

F02M51/00 A

F02M65/00 302

F02D45/00 369

【請求項の数】 7

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020002916

(22)【出願日】2020-01-10

(65)【公開番号】P2020112159

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2022-06-27

(31)【優先権主張番号】10 2019 101 020.9

(32)【優先日】2019-01-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】510153962

【氏名又は名称】マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔａｄｔｂａｃｈｓｔｒ．１ ８６１５３ Ａｕｇｓｂｕｒｇ，ＧＥＲＭＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】アルミン・ヴェーバー

(72)【発明者】

【氏名】マルティン・カルク

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２１４４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２０９７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２４７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－０９８７７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－２２１１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３５１０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１５６１５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０１９８２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３９／００ ～ ７１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／００ ～ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のシリンダを有し、液体燃料運転モード及びガス燃料運転モードを含む運転モード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、各シリンダのために、それぞれ少なくとも１つの燃料インジェクタを有しており、
各燃料インジェクタは、各燃料インジェクタの電磁弁を通じて、開閉を行うように作動される方法において、
開口のための各燃料インジェクタの作動に始まり、ある時間にわたって、前記燃料インジェクタによって放出された固体伝搬音の音波が測定技術的に検出され、
ある時間にわたって測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号は、前記固体伝搬音音波信号の少なくとも１つのピークの値に依存して、並びに／又は、前記固体伝搬音音波信号のピークの数に依存して、並びに／又は、ピークが複数存在する場合には、時間的な順序及び／若しくはピークの値に依存して、各燃料インジェクタの燃料噴射量に応じた各燃料インジェクタの動作モードが推測されるように評価され、
開口のための各燃料インジェクタの作動開始後の、所定の第１の期間（Δｔ１）内において、測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号に、第１のピークが出現し、前記第１のピークの値が第１の限界値（Ｇ１）よりも大きい場合、各燃料インジェクタの第１の動作状態が推測され、
開口のための各燃料インジェクタの作動開始後の、所定の前記第１の期間（Δｔ１）内において、測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号に、第１のピークが出現し、前記第１のピークの値が、前記第１の限界値（Ｇ１）よりも小さいが、第２の限界値（Ｇ２）よりは大きい場合、各燃料インジェクタの第２の動作状態であって前記燃料インジェクタによる燃料の噴射量が前記第１の動作状態よりも大きい第２の動作状態又は第３の動作状態であって前記燃料インジェクタによる燃料の噴射量が前記第２の動作状態よりも大きい第３の動作状態が推測され、
所定の前記第１の期間（Δｔ１）内において、前記固体伝搬音音波信号に、第１のピークが出現し、前記第１のピークの値が、前記第１の限界値（Ｇ１）よりも小さいが、前記第２の限界値（Ｇ２）よりは大きい場合、及び、その後には、値が前記第２の限界値（Ｇ２）よりも大きいさらなるピークが出現しない場合、第２の動作状態が推測され、
所定の前記第１の期間（Δｔ１）内において、前記固体伝搬音音波信号に、第１のピークが出現し、前記第１のピークの値が、前記第１の限界値（Ｇ１）よりも小さいが、前記第２の限界値（Ｇ２）よりは大きい場合、及び、その後で、前記第１の期間（Δｔ１）内、又は、前記第１のピークが出現した後の所定の第２の期間（Δｔ２）内において、第２のピークが出現し、前記第２のピークの値が、前記第２の限界値（Ｇ２）より大きい場合、第２の動作状態が推測され、
所定の前記第１の期間（Δｔ１）内において、前記固体伝搬音音波信号に、第１のピークが出現し、前記第１のピークの値が、前記第１の限界値（Ｇ１）よりも小さいが、前記第２の限界値（Ｇ２）よりは大きい場合、及び、その後で第２のピークが生じるのが、所定の前記第１の期間（Δｔ１）内ではなく、又は、所定の前記第２の期間（Δｔ２）内でもなく、前記第１のピークが出現した後の比較的長い期間（Δｔ３）内である場合には、第３の動作状態が推測されることを特徴とする方法。

【請求項2】

各燃料インジェクタの前記第１の動作状態は、各シリンダ内への燃料の少量噴射の動作状態であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

各燃料インジェクタの前記第３の動作状態が、各燃料インジェクタのノズルニードルのフルストロークの動作状態であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

各燃料インジェクタの前記第３の動作状態が、各シリンダへの燃料の大量噴射の動作状態であ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】

各燃料インジェクタの前記第２の動作状態が、各燃料インジェクタのノズルニードルの衝撃による開口状態の動作状態であ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】

各燃料インジェクタの第２の動作状態が、各シリンダへの燃料の中程度の量の噴射の動作状態であり、前記中程度の量の噴射は、少量噴射より多く、大量噴射より少ないことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

請求項１から６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装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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装置とに関する。

【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つの燃料インジェクタが取り付けられている。燃料インジェクタは、開閉のために作動可能であり、すなわち燃料インジェクタの電磁弁を通じて作動可能であり、当該燃料インジェクタには、対応する作動流が供給される。燃料インジェクタは、重油又は残油等のディーゼル燃料のための燃料インジェクタであるか、又は、ガス燃料のための燃料インジェクタであってもよい。燃料インジェクタは、燃料噴射弁とも称される。

【0003】

先行技術から知られた二元燃料エンジンは、シリンダごとに、３つの燃料インジェクタ、すなわちディーゼル燃料のための主要燃料インジェクタであって、ディーゼル運転モードとも呼ばれる第１の運転モードにおいて、引火性のディーゼル燃料がシリンダに導入される際に用いられる主要燃料インジェクタと、ガス燃料インジェクタと、点火流体燃料インジェクタと、を有しており、ガス運転モードとも呼ばれる第２の運転モードでは、ガス燃料インジェクタによって、典型的には給気及びガス燃料から成る、それ自体は引火しにくい混合気が供給され、当該混合気は、第２の運転モードにおいて点火流体燃料インジェクタを通じ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、ディーゼル燃料が用いられる。第２の運転モードでは、比較的少量のディーゼル燃料が、各シリンダに導入され、主要燃料インジェクタは、典型的には、このような少量の燃料の供給に合わせては設計されていないので、先行技術によると、別個の点火流体燃料インジェクタを二元燃料エンジンに取り付けることが、典型的には必要である。

【0004】

別個の点火流体インジェクタを設けるためには、付加的な部材及び付加的な設置空間が必要となるので、実践からは、第２の運転モードにおいて、少量の点火流体を導入するために、主要燃料インジェクタを利用するという試みが知られている。その際、第２の運転モードにおけるシリンダ内への正確な少量の噴射量を監視することが決定的に重要である。第２の運転モードにおいて、点火流体が、各シリンダに高精度に導入され得る場合にのみ、排ガス規定を順守することが可能である。

【0005】

つまり、一方において第１の運転モードで比較的多くのディーゼル燃料をシリンダに導入し、他方において第２の運転モードで点火流体として比較的少量のディーゼル燃料をシリンダに導入するために主要燃料インジェクタを用いる場合、対応する運転モード又は各燃焼インジェクタの対応する動作状態の監視及び確認が重要である。

【0006】

類似の課題設定は、専らディーゼル燃料が燃焼される純粋なディーゼル内燃機関においても存在する。例えば、実践からはすでに、比較的多くのディーゼル燃料をディーゼル内燃機関のシリンダに導入する主噴射に加えて、前噴射及び／又は後噴射によって、比較的少量の燃料を各シリンダに導入することが知られている。この場合も、主要燃料インジェクタは、主噴射の間に、比較的大量の燃料を導入するため、並びに、前噴射及び／又は後噴射の間に、比較的少量の燃料を導入するために用いられる。この関連においても、当該燃焼インジェクタが、必要とされる精度で、燃料を各シリンダ内に噴射することを確実にするために、各燃料インジェクタがいずれの動作状態で動作しているのかを確認することが重要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

この必要性から始めて、本発明の課題は、内燃機関を運転するための新式の方法と、当該方法を実施するための制御装置とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。

【0009】

本発明によると、開口のための各燃料インジェクタの作動に始まり、各燃料インジェクタによって放出される固体伝搬音の音波が、ある時間にわたって、測定技術的に検出される。ある時間にわたって測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号は、固体伝搬音音波信号の少なくとも１つの最大値の値に依存して、並びに／又は、固体伝搬音音波信号の最大値の数に依存して、並びに／又は、最大値が複数存在する場合には、時間的な順序及び／若しくは最大値の値に依存して、各燃料インジェクタの動作モードが推測されるように評価される。

【0010】

本発明では、各燃料インジェクタの作動開始と共に、すなわち各燃料インジェクタの電磁弁への作動電流の供給開始と共に、各燃料インジェクタによって放出される固体伝搬音の音波を検出することが提案される。各燃料インジェクタの動作モードを推測するために、このように測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号が、決められた方法で評価される。このために、固体伝搬音音波信号における１つ又は複数の極大値が検出される。少なくとも１つの検出された固体伝搬音音波信号の極大値の値に依存して、並びに／又は、固体伝搬音音波信号の極大値の数に依存して、並びに／又は、複数の極大値が存在する場合には、時間的な順序及び／若しくは極大値の値に依存して、各燃料インジェクタの動作モードが推測される。これによって、燃料インジェクタが、比較的少量の燃料を内燃機関のシリンダ内に噴射するのか、又は、比較的大量の燃料を内燃機関のシリンダ内に噴射するのか、又は、中程度の量の燃料を内燃機関のシリンダ内に噴射するのかが、容易かつ確実に検出され得る。

【0011】

好ましくは、開口のための各燃料インジェクタの作動開始後の所定の第１の期間内に、測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号に第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値が第１の限界値よりも大きい場合、各燃料インジェクタの第１の動作状態が推測される。各燃料インジェクタの第１の動作状態は、各シリンダへの燃料の少量噴射の動作状態である。この動作条件が存在する場合、各燃料インジェクタの第１の動作状態が推測可能であり、つまり、当該燃料インジェクタが少量の燃料を各シリンダ内に噴射することが推測可能である。

【0012】

好ましくは、固体伝搬音音波信号に、所定の第１の期間内において第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値が第１の限界値よりも小さいが、第２の限界値よりは大きい場合、及び、その後で、値が第２の限界値より大きい最大値が他に出現しない場合には、第２の動作状態が推測される。次に、固体伝搬音音波信号に、所定の第１の期間内において、第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値が第１の限界値より小さいが、第２の限界値よりは大きい場合、及び、次に、所定の第１の期間内又は第１の最大値が出現した後の所定の第２の期間内に、第２の最大値が出現し、当該第２の最大値の値が特に第２の限界値より大きい場合には、第２の動作状態が推測される。次に、固体伝搬音音波信号に、第１の期間内において、第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値が第１の限界値より小さいが、第２の限界値よりは大きい場合、及び、その後で第２の最大値が出現し、当該第２の最大値の値が特に第１の限界値より大きく、当該第２の最大値が、所定の第１の期間内又は所定の第２の期間内ではなく、第１の最大値が出現した後の比較的長い所定の期間内に出現する場合には、第３の動作状態が推測される。このような方法で、容易かつ確実に、第２又は第３の動作状態が推測され得る。

【0013】

好ましくは、各燃料インジェクタの第３の動作状態は、各シリンダへの燃料の大量噴射の動作状態であり、各燃料インジェクタの第２の動作状態は、各シリンダへの燃料の中程度の量の噴射の動作状態である。

【0014】

当該方法を実施するための制御装置が、請求項１０に規定されている。

【0015】

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

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】二元燃料エンジンの概略的なブロック図である。

【図2】本発明を明確にするためのタイミング図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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装置とに関する。

【0018】

内燃機関は、複数のシリンダを有している。内燃機関のシリンダ内では、燃料が燃焼する。燃料は、燃料インジェクタを通じて、各シリンダに導入される。各燃料インジェクタは、電磁弁を有しており、電磁弁は、燃料インジェクタの開閉のために、作動電流で作動させられる。どれだけ長く、電磁弁が作動電流で作動されるのかに応じて、比較的少量の燃料か、又は、比較的多量の燃料が、シリンダ内に噴射される。

【0019】

しかしながら、作動電流の長さは、各燃料インジェクタを通じて、実際に各シリンダに燃料が噴射されるのか、及び、どれくらいの量の燃料が噴射されるのかを推測するには適していない。その理由としては、例えば、各燃料インジェクタのノズルニードルが詰まっていることが考えられる。すなわち、特に燃料インジェクタが、各シリンダへの燃料の少量噴射にも燃料の大量噴射にも用いられ得る、又は、用いられるべき場合に、いずれの動作状態において燃料インジェクタが実際に動作するのかを検出する必要性が存在する。

【0020】

本発明は、１つの燃料インジェクタが、異なる量の燃料をシリンダ内に噴射するために用いられる、二元燃料エンジンにおいてもディーゼル内燃機関においても使用可能である。つまり、二元燃料エンジンの場合、１つの燃料インジェクタが、第１の運転モード、いわゆる液体燃料運転モードにおいて、比較的多くのディーゼル燃料を各シリンダ内に噴射し、第２の運転モード、いわゆるガス燃料運転モードにおいて、それに対して比較的少ない量の、ガス空気混合気を点火するための点火流体として用いられる燃料をシリンダ内に噴射するために使用可能である。ディーゼル内燃機関においても、異なる量の燃料を各シリンダ内に噴射するために、１つの燃料インジェクタを用いることができる。つまり、ディーゼル内燃機関からは、主噴射の間に比較的多くのディーゼル燃料を各シリンダに導入し、前噴射及び／又は後噴射の間に比較的少ないディーゼル燃料を各シリンダに導入することが知られている。燃料の正確な噴射は、排ガス規定を順守するためには重要である。

【0021】

図１には、二元燃料エンジン１のアセンブリが例示的に示されている。このような二元燃料エンジン１のシリンダ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によって導かれたピストン４が上下に動いている。

【0022】

シリンダヘッド３には、燃料インジェクタ６が固定されており、燃料インジェクタ６によって、引火性燃料、特にディーゼル燃料が、燃料導管７を通って、燃料ポンプ８からシリンダ２の燃焼室９内に噴射され得る。燃料インジェクタ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る。ディーゼル燃料は、例えば重油であり得る。

【0023】

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、さらに給気１０が、吸気弁１１を通じて導入可能であり、燃料の燃焼の際に生じる排ガス１２は、排気弁１３を通じて、二元燃料エンジン１の各シリンダ２から排出され得る。

【0024】

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の運転モード、いわゆるガス運転モードにおいて、代替的にガス燃料が燃焼し得る。このために、二元燃料エンジン１は、ガス燃料インジェクタ１４を含んでおり、ガス燃料インジェクタ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に導入され、ガス空気混合気が、シリンダ２の燃焼室９内に、吸気弁１１を通じて導入される。

【0025】

二元燃料エンジン１の第２の運転モードにおいて、それ自体点火しにくいガス空気混合気に点火するために、引火性の点火流体が用いられ、当該点火流体は、シリンダ２の燃焼室９内に、燃料インジェクタ６を用いて導入され得る。その際、ディーゼル燃料が点火流体として用いられる。

【0026】

従って、燃料インジェクタ６は、二元燃料エンジン１の第１の運転モード及び第２の運転モードにおいて使用可能であり、少量の燃料を噴射するのに適している。

【0027】

上述したように、燃料インジェクタ６を通じて、比較的大量の燃料が各シリンダ２内に噴射されるのか、又は、比較的少量の燃料が各シリンダ２内に噴射されるのかを確認することが重要である。本発明は、特に図１に示された二元燃料エンジン１において、燃料インジェクタ６がいずれの動作状態で動作しているのかを確認するために用いることができる方法及び制御装置を提案しており、それによって、当該燃料インジェクタによって、少量の燃料が各シリンダ２内に噴射されるのか、大量の燃料が各シリンダ２内に噴射されるのか、又は、中程度の量の燃料が各シリンダ２内に噴射されるのかが確認される。

【0028】

本発明が提案するところによると、開口のための各燃料インジェクタ６の作動に始まり、すなわち各燃料インジェクタ６の電磁弁への電流供給に始まり、ある時間にわたって、各燃料インジェクタによって放出される固体伝搬音の音波が、測定技術的に検出される。このために、各燃料インジェクタ６又はシリンダヘッド３に、固体伝搬音音波センサが配設され得る。

【0029】

ある時間にわたって測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号は、固体伝搬音音波信号の少なくとも１つの最大値の値に依存して、並びに／又は、固体伝搬音音波信号の最大値の数に依存して、並びに／又は、最大値が複数存在する場合には、時間的な順序及び／若しくは最大値の値に依存して、各燃料インジェクタの動作モードが推測されるように評価される。これらの最大値は、各固体伝搬音音波信号のいわゆる極大値であり、信号のピークとも呼ばれる。

【0030】

好ましくは、各燃料インジェクタ６の動作モードを推測するために、各極大値の値と極大値の数とを、極大値の時間的順序とも組み合わせて評価する。

【0031】

以下において、本発明のさらなる詳細を、図２のタイミング図を用いて記載する。図２には、時間ｔにわたって、様々な測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号の、信号推移２０、２１及び２２が示されている。

【0032】

時点ｔ０では、開口のために、電磁弁又は各燃料インジェクタ６の作動が行われる。時点ｔ０から始めて、測定信号、つまり各燃料インジェクタ６によって放出される固体伝搬音音波に関する測定信号が検出される。曲線形状２０、２１及び２２は、測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号を例示的に示している。

【0033】

その際、固体伝搬音音波信号２０は、各燃料インジェクタ６が少量の燃料をシリンダ内に噴射するために用いられる各燃料インジェクタ６の状態、すなわち燃料インジェクタ６に、少量噴射の動作状態が存在する状態に対応している。

【0034】

これに対して、固体伝搬音音波信号２２は、各シリンダへの燃料の大量噴射の動作状態に対応し、当該動作状態では、各燃料インジェクタ６が大量の燃料を各シリンダ内に噴射する。

【0035】

固体伝搬音音波信号２１は、各燃料インジェクタ６の、燃料の中程度の量、すなわち少量と大量との間の量の噴射が存在する状態に対応する。

【0036】

曲線形状２０、２１及び２２は全て、時点ｔ１において、各燃料インジェクタ６の電磁弁の開口の衝撃に起因する最大値が検出される点で共通している。時点ｔ１における当該最大値は非常に小さく、第１の限界値Ｇ１よりも、第２の限界値Ｇ２よりも小さいので、当該最大値については以下においてさらに考察しない。

【0037】

少量噴射の信号推移２０は、開口のための各燃料インジェクタの作動開始後の、所定の期間Δｔ１内において、すなわち時点ｔ０の後の所定の第１の期間Δｔ１内において、この場合は時点ｔ２において、測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号に極大値が出現し、当該極大値の値が、第１の限界値Ｇ１よりも大きいことを特徴としている。信号推移２０の当該最大値は、信号推移２０の第１の最大値と称される。

【0038】

つまり、開口のための燃料インジェクタ６の作動開始後の、所定の第１の期間Δｔ１内において、測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号、ここでは固体伝搬音音波信号２０に、第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値が第１の限界値Ｇ１よりも大きいことが認められる場合、各燃料インジェクタの第１の動作状態、つまり各シリンダへの燃料の少量噴射の動作状態が推測される。

【0039】

開口のための各燃料インジェクタの作動開始後の、所定の第１の期間Δｔ１内において、測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号に、極大値が出現し、当該極大値の値が第１の限界値Ｇ１よりも小さいが、第２の限界値Ｇ２よりは大きい（信号推移２１及び２２を参照）場合、各燃料インジェクタの第２の動作状態、又は、各燃料インジェクタの第３の動作状態が推測され、つまり各シリンダへの大量の燃料噴射又は中程度の量の燃料噴射が推測される。信号推移２１及び２２の当該最大値は、やはり第１の最大値と称される。

【0040】

各固体伝搬音音波信号のさらなる評価に依存して、第２の動作状態又は第３の動作状態が推測される。

【0041】

測定技術的に検出された固体伝搬音音波信号に、所定の第１の期間Δｔ１内において、第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値は、第１の限界値Ｇ１よりも小さく、第２の限界値Ｇ２より大きいが、その後にはさらなる最大値が出現しない場合、各燃料インジェクタの第２の動作状態が推測される。

【0042】

同様に、各燃料インジェクタの第２の動作状態が推測されるのは、図２の信号推移２１に関して示されているように、所定の第１の期間Δｔ１内において（ここでは時点ｔ３）、第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値が第１の限界値Ｇ１より小さいが、第２の限界値Ｇ２よりは大きい場合、及び、その後で、所定の第１の期間Δｔ１内、又は、図２によると第１の最大値が出現した（ここでは時点ｔ４）後の所定の第２の期間Δｔ２内において、さらなる又は第２の最大値が出現し、当該第２の最大値の値が、第２の限界値Ｇ２より大きく、第１の限界値Ｇ１より小さい場合である。

【0043】

従って、どちらも第２の限界値Ｇ２より大きく、第１の限界値Ｇ１より小さい２つの極大値が、固体伝搬音音波信号に存在する場合、及び、これら２つの極大値の間の時間的間隔（ここでは時点ｔ３とｔ４との間の時間的間隔）が比較的小さい場合、又は、値が限界値Ｇ２より大きく限界値Ｇ１より小さいただ１つの極大値が、固体伝搬音音波信号に存在する場合、各燃料インジェクタの第２の動作状態が推測される。

【0044】

各燃料インジェクタ６の第２の動作状態は、当該燃料インジェクタが、中程度の量の噴射に用いられる動作状態であり、各燃料インジェクタ６のノズルニードルの衝撃による開口状態が存在する動作状態である。

【0045】

固体伝搬音音波信号（例示的な信号推移２２を参照）に、所定の第１の期間Δｔ１内において（ここでは時点ｔ３）、第１の最大値が出現し、当該第１の最大値の値が第１の限界値Ｇ１より小さく、第２の限界値Ｇ２より大きい場合、及び、さらなる又は第２の最大値がその後で出現するのが、所定の第１の期間Δｔ１内ではなく、所定の第２の期間Δｔ２内でもなく、第１の最大値が出現した後の比較的長い所定の第３の期間Δｔ３内（ここでは時点ｔ５）である場合には、各燃料インジェクタ６の第３の動作状態が推測され、すなわち、ノズルニードルに関してフルストロークが存在し、従って、燃料インジェクタ６が、各シリンダ２への燃料の大量噴射に用いられることが推測される。その際、期間Δｔ３内に出現する、信号推移２２の第２の最大値は、第１の限界値Ｇ１及び第２の限界値Ｇ２よりも大きい。

【0046】

燃料インジェクタ６が燃料の少量噴射に用いられる場合に検出され得る信号推移２０には、２つの最大値、すなわち時点ｔ１における最大値と時点ｔ２における最大値とが検出され得る。時点ｔ１において出現する最大値は、フィルタリングされる。なぜなら、当該最大値は、限界値Ｇ１よりも限界値Ｇ２よりも小さいからである。時点ｔ２において出現し、限界値Ｇ１より大きい最大値は、第１の期間Δｔ１内に出現し、第１の最大値と称され、その後にはさらなる最大値は出現しない。

【0047】

各燃料インジェクタ６における中程度の量の噴射の際に検出され得る信号推移２１には、同様に、時点ｔ１において最大値が出現し、当該最大値はやはりフィルタリングされる。時点ｔ３において、つまり再び期間Δｔ１内において、限界値Ｇ２より大きいが、限界値Ｇ１よりは小さい第１の最大値が出現する。その後、時点ｔ４において、やはり限界値Ｇ２より大きいが限界値Ｇ１よりは小さいさらなる最大値が信号推移２１内に出現し、時点ｔ４は、図２では、時間的間隔Δｔ２内に位置している。この場合、燃料の中程度の量の噴射が推測される。

【0048】

燃料の大量噴射が行われる場合に検出され得る信号推移２２には、時点ｔ１において、やはり限界値Ｇ１及びＧ２の両方よりも小さい最大値が出現し、当該最大値はフィルタリングされる。時点ｔ３において、再び第１の最大値が出現し、当該第１の最大値は、曲線形状２１に一致して、限界値Ｇ２より大きいが、限界値Ｇ１よりは小さい。信号推移２２におけるさらなる最大値は、時点ｔ５において、すなわち期間Δｔ１及びΔｔ２の外側においてようやく出現するが、期間Δｔ３内ではあるので、大量噴射が推測される。当該最大値は、限界値Ｇ２及び限界値Ｇ１よりも大きい。

【0049】

固体伝搬音音波信号の上述の評価によって、各燃料インジェクタ６においていずれの動作状態が実際に存在しているのかを、容易かつ確実に検出することが可能である。すなわち、燃料インジェクタ６が、各シリンダ２への燃料の少量噴射に用いられるのか、大量噴射に用いられるのか、又は、中程度の量の噴射に用いられるのかを検出することができる。これによって、排ガス規則又は排ガス規定が順守され得る。

【0050】

本発明は、さらに、当該方法を実施するための制御装置に関する。当該制御装置は、本発明に係る方法を制御側で実施するように装備されている。当該制御装置は、各固体伝搬音音波信号から、データインターフェースを通じて測定信号を受信する。上述したように、制御装置は、固体伝搬音音波センサの測定信号を評価し、それによって、各燃料インジェクタ６の動作状態が推測され、当該燃料インジェクタがいずれの動作状態で動作しているのか、すなわち、当該燃料インジェクタが、シリンダ内に少量の燃料を噴射するのか、大量の燃料を噴射するのか、又は、中程度の量の燃料を噴射するのかが検出される。

【符号の説明】

【0051】

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 燃料インジェクタ
７ 燃料導管
８ 燃料ポンプ
９ 燃焼室
１０ 給気、燃焼空気
１１ 吸気弁
１２ 排ガス
１３ 排気弁
１４ ガス燃料インジェクタ
１５ ガス供給導管
２０、２１、２２ 信号推移
Ｇ１ 第１の限界値
Ｇ２ 第２の限界値
ｔ 時間
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５ 時点
Δｔ１ 第１の期間
Δｔ２ 第２の期間
Δｔ３ 第３の期間

【図1】

【図2】