用于气体计量阀的功能测试的方法和控制单元与流程

本发明涉及一种用于气体计量阀的功能测试的方法和控制单元。

背景技术：

在以气体操作模式操作的双燃料发动机和气体发动机中，气体燃料作为燃料被燃烧，其中燃料经由各个气缸的气体计量阀被导入到发动机的气缸中。气体发动机或双燃料发动机的气体计量阀也被描述为气体喷射阀。

气体计量阀包括阀体，所述阀体也被描述为阀板，其中阀体在致动器的帮助下被致动。致动器典型地是阀螺线管，其在电激活电流的帮助下被电激励，用于致动阀体。

在气体发动机或双燃料发动机的操作期间，重要的是测试气体计量阀的功能。例如由于阀体堵塞的原因，当气体计量阀不能正确地工作或操作时，太高的气体量可能会被导入相关气缸中，由于太浓的燃料-空气混合物的原因，因此相应气缸中于是不会产生燃烧，但是未燃烧的燃料-空气混合物却进入了其可能被点燃的发动机的排放系统的排放管线中。这可能导致排放系统中的爆炸，并因此导致排放管的爆裂。

目前，监测排放气体的温度用于气体计量阀的功能测试。然而，对于气体发动机或双燃料发动机的气体计量阀的独立功能测试，这是迟滞的。

技术实现要素：

因此，需要一种用于气体计量阀的功能测试的方法和控制单元，借助该方法和控制单元，可以容易地，可靠地并且气缸独立地执行所述功能测试。从此开始，本发明基于创造用于气体计量阀的功能测试的新类型的方法和控制单元的目的。

该目的通过根据权利要求1的用于气体计量阀的功能测试的方法来解决。根据本发明，监测和评估电激活电流的时间曲线，用于气体计量阀的功能测试。通过监测和评估用于各个气体计量阀的致动器的电激活电流的方式，本发明允许气体发动机或双燃料发动机的气体计量阀的容易、可靠以及气缸独立的功能测试。

根据有利的进一步发展，监测电激活电流的电流上升，用于气体计量阀的功能测试，优选地以这样的方式，从而检测电流上升时间(其中激活电流达到限定的数额，尤其是最大值或设定点值)或电流上升的梯度，其中基于电流上升时间或电流上升的梯度，确定气体计量阀是否正确地工作或故障，并且其中尤其当电流上升时间大于参考值或梯度小于参考值时，推断气体计量阀故障。气体计量阀的尤其有利的、简单的并且可靠的气缸独立功能测试因此是可能的。

根据有利的进一步的发展，各个参考值由之前的激活确定，其中优选地取决于电流上升时间或取决于之前的激活操作的电流上升的梯度，形成尤其是移动或浮动的平均值并且其中尤其当当前电流上升时间或电流上升的电流梯度偏离各个参考值超过预定阈值时，推断气体计量阀故障，尤其是堵塞。优选地，仅使用已经推断气体计量阀故障，尤其是堵塞的这样的电流上升时间或梯度形成参考值。这些细节用于提供气体测量阀的简单，可靠以及气缸独立的功能测试。

优选地，取决于电流上升时间大于参考值或电流上升的梯度小于参考值多久或多少激活操作来推断气体计量阀临时或永久故障，尤其是堵塞。通过这样的方法可以尤其容易地测试气体计量阀是否临时或永久地堵塞。

附图说明

本发明的优选的进一步发展从从属权利要求以及从以下描述中获得。通过附图但不限于此更详细地解释本发明的示例性实施例。附图中示出：

图1是气体计量阀的致动器的电激活电流的时间曲线；

图2是用于气体计量阀的功能测试的电激活电流的随时间的评估。

具体实施方式

本发明涉及一种用于气体发动机或双燃料发动机的气体计量阀的功能测试的方法和控制单元。气体发动机或双燃料发动机典型地包括多个气缸。在各个气缸中，气体燃料可以作为燃料被燃烧，即，在双燃料发动机的情况下在双燃料发动机的气体操作模式中。气体燃料借助于气体计量阀被导入至各个气缸中。气体计量阀包括也被描述为阀板的阀体。借助于致动器，阀体可以被激活用于打开，其中所述致动器典型地是电激励的阀螺线管。为了激活气体计量阀的致动器，所述阀螺线管用电激活电流来电激励。

现在为了使气体发动机或双燃料发动机的气体计量阀经受功能测试，对于每个气缸，监测并评估用于各个气缸的各个气体计量阀的致动器的电激活电流的时间曲线。气体计量阀的功能测试基于用于各个气体计量阀的电激活电流的时间曲线的评估。通过这种方式，在气体发动机或双燃料发动机上的气体计量阀的气缸独立功能测试可被容易地和可靠地提供。

对于气体计量阀的功能测试，优选地监测时间范围直到激活开始之后电激活电流已经达到限定的数额。优选地，监测电激活电流的电流上升，即，以这样的方式，从而检测电流上升时间(其中激活电流达到限定的数额)或电流上升的梯度。基于电流上升时间或梯度，于是确定气体计量阀是否正确地操作或者被堵塞。

参照图1和2的图表，在下文描述本发明的进一步细节，其中在下文中假定功能测试基于电流上升时间，其中在各个激活操作开始之后，激活电流达到限定的数额。类似地，然而功能测试还可以基于电流上升的梯度进行，其中所述梯度对应于电流随时间的推移上升的间距。

图1中，示出了在气体计量阀的致动器的电激活期间可以形成的、电流激活操作的激活电流ia随时间t推移的时间曲线。在时刻t1处，各个激活操作通过施加电激活电流ia开始，其中在图1的第一版本中在时刻t2处和在第二版本中在时刻t2′处，激活电流ia已经达到限定的数额ia-set，尤其是设定点值的最大值。在第一情况下，上升直至达到限定的数额ia-set的当前电流上升时间相应地达到δta1，其中如在第二情况下，当前电流上升时间达到δta2。

确定用于气体计量阀的电流激活操作的当前电流上升时间δta与参考值进行比较，其中尤其当当前电流上升时间大于参考值时，推断气体计量阀故障，尤其是堵塞。从图2中获得细节。

在图2中，绘出了随时间t推移的在多个激活操作上的用于气体计量阀的当前上升时间δta的时间曲线。取决于之前的激活操作的电流上升时间，形成了作为参考值δta-r的平均值，优选是移动或浮动平均值。

尤其当当前电流上升时间δta偏离参考值δra-r超过预定阈值x时，推断气体计量阀故障，尤其是堵塞，其中在推断气体计量阀阻塞的情况下，于是优选地不使用该当前电流上升时间用于形成平均值和因此形成参考值δta-r。

图2中，可以注意到相对于时刻t3，t4和t5，当前电流上升时间δta偏离参考值δta-r超过阈值x，从而因此相对于时刻t3，t4和t5，在每种情况下推断气体计量阀故障，尤其是堵塞。

图2中，约时刻t3和t4处的电流上升时间δta偏离参考值δta-r超过阈值x的时间范围相对短，尤其是小于对应的限制值，其中于是可以推断气体计量阀的临时故障，尤其是堵塞，例如气体计量阀仅在激活循环期间堵塞。

相反，在图2中确定，从时刻t5开始，电流上升时间δta偏离参考值δta-r超过阈值x持续相对长的一段时间，即，持续大于限定的限制值的一段时间，从而推断在时刻t5处气体计量阀开始连续故障，尤其是堵塞，其堵塞持续多个激活循环。

因此与本发明相符合的是，将气体发动机或双燃料发动机的气体计量阀的功能测试基于用于各个气体计量阀的致动器的电激括电流的时间曲线。

在这种情况下的方法由控制单元实现，其假定气体发动机的气体计量阀的激活或气体计量阀的致动器的激活。该控制单元优选地是发动机控制单元。控制单元监测用于每个气体计量阀的电激活电流的时间曲线并且评估所述时间曲线，从而执行各个气体计量阀的功能测试。

如已经结合图1和图2所描述的，用于各个气体计量阀的功能测试的控制单元检测对于每个激活操作的激括电流的电流ia中的当前上升，即，以这样的方式，对于各个气体计量阀的每个激活操作，检测当前电流上升时间δta，其在各个激活操作的开始与达到激活电流的限定的数额之间流逝，对于电流激活操作，优选地是达到激活电流的最大值或达到激活电流的设定点值。对于接连的激活循环或激活操作，控制单元尤其通过形成平均值，优选地通过形成移动或浮动平均值来确定参考值。对于每个新的激活操作，当前电流上升时间δta被确定用于气体计量阀并且与参考值δta-r相比较，其中尤其当当前电流上升时间偏离参考值超过阈值时，推断气体计量阀故障，尤其是堵塞。

尤其当电流上升时间仅仅相对短暂地偏离参考值时，即，持续小于限制值的时间，控制单元推断气体计量阀临时故障，尤其是堵塞，然而尤其当电流上升时间偏离参考值持续相对长的一段时间时，所述相对长的一段时间大于限定的限制值，控制单元推断气体计量阀永久故障，尤其是堵塞。

对于功能测试，控制单元还可以确定对于每个电流激活操作的电流上升的梯度并且将其与对应的参考值进行比较。于是通过之前的激活操作的电流上升的梯度来影响参考值的形成。

本发明使得气体发动机或双燃料发动机的气体计量阀的简单，可靠以及气缸独立的功能测试变得可能。