KR101498878B1 - 차량 내 배출-관련 제어 장치들에서의 결함 탐지 방법 및 장치 - Google Patents

차량 내 배출-관련 제어 장치들에서의 결함 탐지 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 예를 들어 실린더 내로의 연료 분사와 같은, 차량의 배출-관련 제어 장치들에서의 결함을 탐지하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 서브-시스템들 중 어느 하나도 기결정된 임계값을 초과하지 않을지라도 결함을 탐지할 수 있게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 몇몇(several) 배출-관련 제어 장치들에서의 결함을 탐지하는 청구된 방법 및 장치에 의해서 성취된다. 상기 방법은 개개의 제어 장치의 배출 거동에 관하여 결론을 도출할 수 있게 하는 하나 이상의 파라미터가 셋포인트 범위 내에 있는지를 결정하는 단계와; 상기 파라미터가 상기 셋포인트 범위 외부에 있다면, 배출 증가와 상관되는 결함 값이 저장되는 단계와; 상기 파라미터가 상기 셋포인트 범위 내에 있다면, 0의 결함 값이 저장되는 단계와; 상기 제어 장치들의 결함 값들 모두로부터 전체 결함 값이 형성되는 단계와; 그리고 상기 전체 결함 값이 기결정된 임계값을 초과하면, 결함 메시지가 출력되는 단계를 포함한다.

Description

차량 내 배출-관련 제어 장치들에서의 결함 탐지 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR IDENTIFYING ERRORS IN EMISSION-RELEVANT CONTROL DEVICES OF A VEHICLE}
본 발명은 예를 들어 실린더 내로의 연료 분사와 같은, 차량 내 배출-관련 제어 장치들에서의 결함을 탐지하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
법규 상의 이유로 배출-관련 자동차 제어 장치들에서 다양한 결함 탐지 방법들이 행해져 왔다. 한편으로, 많은 방법들이 직접적인 법적인 요건이고, 이들 중 대다수에서 특정한 배출 한계를 초과하였다면 결함이 탐지되어야 하고 오기능 지시 램프에 의해서 운전자에게 경보가 발해져야 한다. 예를 들어 DTCs(diagnostic trouble codes)와 같은 워크숍 코드들에 대하여 데이터 통신 인터페이스에서, 각각의 탐지된 결함에 대하여, 결함 진단을 용이하게 하기 위해서 이용가능해진다.
배경 기술로부터 알려진 것과 같은 이전의 시스템들에 있어서, 각각의 개별 방법의 결함 탐지는 다른 탐지 방법들의 결함 탐지와 독립적이다. 예를 들어 개별 실린더의 분사량에 관한 문제는, 이러한 문제가 홀로 배출 한계에 도달하는 것을 이미 야기한 경우에만, 배출-관련 결함으로서 확인된다. 다시 말해서, 결함이 탐지되는 것은 실린더들 중 하나가 소정의 배출 한계값을 초과한 때만이다. 그런데, 상기 문제가 배출 악화(emission deterioration)의 관점에서 덜 심각하다면, 어떠한 배출-관련 결함도 탐지되지 아니하고 운전자에게 통신되지 아니한다. 후자의 상태에서 예를 들어 하나 이상의 다른 실린더들에 대하여 추가적인 심각하지 않은 결함이 존재한다면, 전체적인 시스템이 가능하게 배출 한계를 초과하지만, 개별 방법들 중 어느 것도 배출-관련 결함을 탐지하지 아니한다. 다시 말해서, 개별 실린더들 중 어느 것도 배출 한계값을 초과하지 아니하지만 결합된 실린더들 전부가 배출 한계값을 초과하는 상황에서, 이것은 결함으로서 탐지되지 아니한다.
또한 DE 102 57 686 A1로부터 분사 특성을 적응(adapt)시키는 방법이 알려져 있다. 여기서, 기준 분사 거동을 나타내는 액추에이트된 연료 분사 밸브의 분사 밸브 특성이 실제 분사 거동의 노화-관련 변화에 적응된다. 여기서 어떠한 연료 분사도 필요로 하지 아니하는 동작 상태 동안, 분사 밸브가 단속적으로(intermittently) 활성화된다. 이러한 경우에, 활성화를 동반하는 하나 이상의 동작 사이클이 분사 밸브의 활성화를 동반하지 아니하는 동작 사이클을 선행한다. 이러한 경우에, 각각에서 내연 기관의 회전 속도 값이 활성화를 동반하는 동작 사이클에 대하여 탐지되고 그리고 활성화를 동반하지 아니하는 동작 사이클에 대하여 하나 이상의 그러한 값이 탐지된다. 이어서 탐지된 값들의 차이를 사용하여서 분사 특성의 보정을 수행한다.
본 발명의 근간을 이루는 목적은, 서브-시스템들의 어느 것도 그 자체로(per se) 소정의 한계값을 초과하지 않았을 때에도 결함 탐지를 가능하게 하는 방법 및 장치를 제안하는 것이다.
본 발명에 따라서 이러한 목적이 성취되는데, 먼저 개개의 제어 장치의 배출 거동에 관하여 직접적으로 및/또는 간접적으로 결론을 도출할 수 있게 하는 하나 이상의 파라미터가 셋포인트 범위 내에 있는지를 결정한다. 상기 파라미터가 상기 셋포인트 범위 외부에 있다면, 배출 증가와 상관되는 결함 값이 저장된다. 이와 달리 상기 파라미터가 상기 셋포인트 범위 내에 있다면, 0의 결함 값이 저장된다. 후속하여, 개개의 결함 값들 모두로부터 전체 결함 값이 결정된다. 이러한 전체 결함 값이 예를 들어 배출 한계값과 같은 소정의 임계값을 초과하면, 결함 메시지가 출력된다.
이것이 가지는 이점은 개개의 제어 장치들(서브-시스템들) 그 자체가 그들이 홀로 이미 임계값의 초과를 야기할 수 있을 정도로 심각한 결함에 의해서 여전히 영향 받지 않을지라도 임계값의 초과가 탐지된다는 것이다. 따라서 예를 들어 배출 한계값의 초과가 탐지될 수 있고 운전자에게 가리켜질 수 있고 그리고 훨씬 더 쉽게 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서, 먼저 적응 사이클(adaptation cycle)에서 파라미터가 종래의 방법들에 의해서 보정되어서 다시 한번 셋포인트 범위에 도달할 수 있는지가 시험된다. 상기 적응 사이클 후에 파라미터가 다시 한번 셋포인트 범위 내에 있다면, 0의 결함 값이 저장된다. 그러나 적응 사이클 후에 파라미터가 다시 한번 셋포인트 범위 외부에 있다면, 0이 아닌 결함 값이 저장된다. 이것이 가지는 이점은 파라미터가 셋포인트 범위로부터 벗어나자마자 뿐만 아니라 이러한 파라미터가 더이상 종래의 적절한 수단에 의해서 보정될 수 없을 때에도 결함 메시지가 발해진다는 것이다. 이러한 경우에, 하나보다 많은 수의 예를 들어 둘 이상의 적응 사이클이 수행되는 것이 원칙적으로 생각될 수 있다. 마지막 적응 사이클에서 파라미터가 다시 셋포인트 범위의 외부에 놓인다면, 해당 결함값이 저장된다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서, 상기 파라미터가 상기 셋포인트 범위 외부에 있다고 결정되거나 및/또는 적응 사이클 후에 다시 상기 셋포인트 범위 외부에 있다고 결정되면 결함 코드(DTC; diagnostic trouble code)가 저장된다. 여기서 결함 코드는 상기 개개의 제어 장치가 결함이 있다고 나타낸다. 덧붙여, 상기 파라미터가 상기 셋포인트 범위 내에 있다고 결정되거나 및/또는 적응 사이클 후에 다시 상기 셋포인트 범위 내에 있다고 결정되면 결함 코드가 저장될 수도 있는데, 여기서 결함 코드는 상기 개개의 제어 장치가 결함이 없다고 나타낸다. 이러한 결함 코드(DTC)가 가지는 이점은 그것이 예를 들어 워크숍에서 용이하게 독출될 수 있다는 것과 제어 장치들 중 어느 것이 결함이 있고 어느 것들이 적절하게 동작하고 있는지에 관한 정확한 정보를 정비공에게 제공한다는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 모든 서브-시스템들의 전체 결함 값이 임계값에 도달하거나 또는 임계값을 초과하면, 결함 코드들이 저장된 채로 유지된다. 예를 들어 모든 서브-시스템들의 시험이 완료될 때까지 개별 결함들의 삭제가 억제된다. 모든 서브-시스템들의 전체 결함 값이 임계값 아래에 있어야만이, 개별 결함들이 선택적으로 삭제될 수 있다. 이것이 가지는 이점은 저장된 데이터량이 제한될 수 있고 다시 말해서 전체 결함 값이 예를 들어 임계값과 실제로 같거나 임계값을 초과하는 경우들로 제한될 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배출-관련 제어 장치들은 차량 엔진의 실린더들이다. 이러한 경우에, 실린더 내로 분사되고 연소되는 연료량은 실린더들의 배출 거동에 영향을 미친다. 이러한 이유로, 파라미터로서 개개의 실린더 내로 분사되는 연료량이 결정되거나 및/또는 추정된다. 이것이 가지는 이점은 연료량이 추정 및 감응(influence)하기에 비교적 용이하다는 것이다. 예를 들어 차량에 이미 존재하는 회전 속도 센서들에 의해서 연료량이 추정될 수 있다. 그러나 다른 적절한 센서들 또는 센서들의 조합들 또한 연료량을 결정하기 위해서 원칙적으로 고려가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 먼저 예를 들어 연료량이 선행 사이클로부터 취해졌던 분사 시간으로 분사된다. 이어서, 연료량이 셋포인트 범위 내에 있는지가 결정된다. 이것이 가지는 이점은 이미 알려지고 예를 들어 선행 사이클에서 최적화되었을 수 있는 분사 시간이 사용된다는 것이다. 이것은 또한 첫 시도에서 연료량이 셋포인트 범위 내에 있을 가능성이 더 높다는 것을 의미한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 분사 시간과 연료량을 기초로 하여서 적응 사이클이 행해진다. 이러한 경우에 적절한 대책으로서 분사 시간이 분사 시간에 대한 셋포인트 범위 내에서 상응하게 변해서, 그 결과 파라미터로서 연료량이 셋포인트 범위를 향하여 더 근접하게 이동되는 방식으로 영향 받을 수 있다. 그 결과 연료량이 다시 한번 셋포인트 범위 내에 있다면, 0의 결함 값이 저장될 수 있다. 그러나 연료량이 다시 한번 셋포인트 범위 외부에 있다면, 먼저 분사 시간에 의해서 단독으로 보정될 수 없는 결함이 존재하고 그 결과 배출 증가에 해당하는 결함 값이 정의된다. 적응 사이클이 가지는 이점은 실린더가 결함이 있다고 가리키는 0보다 더 큰 결함 값과 상응하는 결함 코드(DTC)가 연료량이 셋포인트 값을 벗어나자마자 저장되지 않는다는 것이다. 대신에, 먼저 분사 시간이 상응하게 변한다. 실린더가 결함이 있다고 평가되는 것은 단지 이것이 성공적이지 못할 때이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이러한 경우에서 배출 증가와 상관되는 결함 값은 스칼라 양이다. 이것이 가지는 이점은 정보가 오로지 제어 장치가 결함이 있거나 또는 결함이 없는지에 제한되는 경우보다 훨씬 더 많이 분화된(differentiated) 방식으로, 전체 결함 값과 이로써 정확한 배출 증가가 결정되는 것을 허용한다는 것이다. 연료량이 셋포인트 범위 내이면 이러한 경우에 결함 값은 0이고, 또는 상기 값이 셋포인트 범위로부터 또는 셋포인트 값으로부터 더 벗어날수록 0보다 더 커진다. 이러한 경우에 예를 들어 개별 제어 장치들의 결함 값의 총합에 의해서 전체 결함 값이 형성된다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 관하여 상세한 설명을 할 것이다. 도면들에서:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사된 연료량(MF: mass fuel)의 셋포인트 값으로부터의 편차에 따르는 결함 함수 Y(X)를 나타내고,
도 2는 실린더 내로의 연료량의 분사 시간이 적응되는, 제1 케이스의 다이어그램을 나타내고,
도 3은 실린더 내로의 연료량의 분사 시간이 적응되는, 제2 케이스의 다이어그램을 나타내고,
도 4는 실린더 내로의 연료량의 분사 시간이 적응되는, 제3 케이스의 다이어그램을 나타내고, 그리고
도 5는 시험된 실린더들의 결함 값들 및 결함 코드들의 저장 및 평가에 관한 다이어그램이다.
먼저 도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사된 연료량(MF: mass fuel)의 셋포인트 값으로부터의 편차에 따르는 결함 함수 Y(X)를 나타내는 그래프가 도시된다.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 분사된 연료량(MF)이 예를 들어 실린더 내 배출 증가의 발생에 대한 파라미터로서 간주된다. 이러한 실린더에 있어서, 예를 들어 개별 결함이 발생할 수 있고 이것은 결함이 있는 동작 거동 및 이로써 또한 배출 증가를 야기할 수 있다. 예를 들어, 시간에 따라서 실린더의 분사 노즐이 노화된다. 이러한 경우에, 분사 노즐의 크기 뿐만 아니라 니들 마찰(needle friction)이 시간에 따라서 변화할 수 있다. 이른바 분사 노즐의 코킹(coking) 및 이로 인한 그 좁아짐(narrowing)이 또한 발생할 수 있다. 분사 노즐에서의 액추에이팅 요소들 예를 들어 압전 소자(piezoelectric element)들에서의 결함이 또한 발생할 수 있다.
복수의 실린더들 중 하나의 유닛과 관련한 결함들의 발생을 고려한다면, 동작 동안 예를 들어 실린더들의 출력 편차(variation)가 발생할 수 있다. 나아가, 편차는 연료 압력 센서 및/또는 FUP 센서 등에서 발생할 수 있다. 이상에서 언급된 인자들(factors)은 실린더의 동작 성능에 영향을 미치고 배출 거동에 직접적으로 또한 간접적으로 영향을 미치는 인자들 중 적은 수의 예시들에 불과하다.
이런 이유로, 연료량(MF)에 부가하여 직접적으로 또는 간접적으로 배출 증가에 관하여 결론이 도출되게 할 수 있는 많은 수의 추가적인 파라미터들 또는 파라미터들의 조합을 원칙적으로 생각할 수 있다. 이러한 파라미터들은 또한 예를 들어 배기 가스 재순환, 터보차지, 배기 가스 후-처리 등(단지 적시를 위한 것이지 몇몇 더 많은 예시들이 있을 수 있음)에 관련되는 파라미터들을 포함할 수 있다. 또한 전- 및/또는 후-분사들의 없음이 파라미터로써 감안될 수 있다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 연료량의 예시에 관해서, 먼저 분사 시간(TI)으로 연료량(MF)이 실린더 내로 분사되는데, 분사 시간(TI)으로서 예를 들어 선행 사이클에서 사용되었던 분사 시간(TI)이 사용된다. 이어서 연료량(MF)이 셋포인트 범위(MFmin, MFmax) 내에 있는지 또는 셋포인트 범위 외부에 있는지가 결정되거나 및/또는 제1 추정에서 추정된다. 연료량(MF)이 셋포인트 범위로부터 또는 대안적으로 셋포인트 값으로부터 벗어난다면, 적응 사이클이 시작된다.
이어서 이러한 적응 사이클에 있어서 향상되거나 및/또는 최적화된 연료 소비를 성취하기 위해서 분사 시간(TI)이 제1 추정의 연료량(MF)에 따라서 적응된다. 이러한 경우에 연료량(MF)이 할 수 있는 한 소정의 셋포인트 값을 성취하거나 및/또는 이러한 셋포인트 값에 더 근접하게 이동할 수 있는 방식으로 분사 시간(TI)이 적응된다. 이어서 새로운 분사 시간(TI)에 의한 분사 동작 후에 연료량(MF)이 새로이 추정된다. 연료량(MF)이 다시 한번 셋포인트 범위 외부에 있고, 이러한 목적으로 요구되는 추정된 연료량에 대한 분사 시간(TI)이 최대 분사 시간(TImax)을 초과하거나 또는 최소 분사 시간(TImin)보다 작아서 최적 연료 소비가 얻어질 수 없을 정도로 분사 시간(TI)이 적응될 수 없다면, 결함 값이 결정된다. 이러한 결함 값이 상응하는 배출 증가와 상관된다. 그러나 원칙적으로, 연료량이 다시 한번 셋포인트 범위 외부에 있기 때문에 마지막 사이클에서 결함 값이 저장되기 이전에 복수의 적응 사이클들이 실행되는 것 또한 고려될 수 있다.
이러한 실시예에 있어서, 도 1은 이러한 결함 값을 결정하기 위한 결함 함수 Y(X)의 예시를 나타내는 그래프이다. 여기서 셋포인트 값으로부터의 연료량(MF)의 편차의 함수로서 결함 값이 결정된다. 이러한 경우에 셋포인트 값으로부터의 연료량(MF)의 편차는 예를 들어 배출 증가의 지시자(indicator)의 일 예시이다. 셋포인트 값으로부터의 연료량(MF)의 편차가 여전히 셋포인트 범위 및/또는 허용 범위 내에 있다면, 이러한 경우에 실질적으로 어떠한 배출 증가도 아직 야기되지 않았기 때문에 결함 값 0이 설정된다는 것을 그래프로부터 확인할 수 있을 것이다. 나아가, 실린더가 결함이 없다고 가리키고 예를 들어 수리 워크숍에서 나중에 회수될 수 있는 소위 결함 코드(DTC)가 저장된다.
그러나 만약 셋포인트 값으로부터의 연료량(MF)의 편차가 셋포인트 범위 외부에 있다면, 0과 다른 결함 값 및/또는 0보다 더 큰 결함 값이 설정되는데, 이러한 경우에 시험된 실린더에서 배출 증가가 발생하기 때문이다. 이러한 경우에서 결함 값의 크기는 예를 들어 셋포인트 값 또는 셋포인트 범위로부터의 편차의 크기에 따라서 정의될 수 있다. 나아가, 실린더가 결함이 있다고 가리키는 소위 결함 코드(DTC; diagnostic trouble code)가 저장된다.
이러한 경우에 있어서, 이러한 실린더에서 결정된 배출 증가는, 배출 값이 임계값에 예를 들어 배출 한계에 도달하거나 또는 이를 초과할 정도로 이미 클 것을 반드시 요구하지는 아니한다. 결정적인 점(crucial point)은 본 발명에 따른 방법에 의해서 실린더가 그 분사 거동 관점에서 배출 증가에 기여하고 있다는 것이 - 여기서 예를 들어 분사 시간(TI)의 도움으로 적응 사이클에 의해서 단독으로 보정되는 것이 가능하지 않다 - 결정된다는 것이다.
본 발명에 따르면, 본 경우에서는 실린더들과 같은 서브-시스템들이 이러한 방식으로 고려된다. 서브-시스템들은 차례로 전체 시스템으로 결합되는데, 이러한 경우에서 예를 들어 엔진의 하나 이상의 또는 모든 실린더들을 포함한다. 이러한 경우에, 개별적으로 고려되는 실린더들 및/또는 서브-시스템들의 결함 코드들이 결합되고 전체 시스템에서 배출 증가에 관한 결함이 존재하는지에 관하여 결정하기 위하여 사용된다.
이하에서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 결함 분석의 맥락에서 세 가지 케이스들이 구별된다.
도 2에서 실린더 내로 분사된 연료량(MF)의 제1 케이스의 다이어그램이 나타나 있다. 다이어그램은 연료량(MF)에 대한 셋포인트 범위와 목표 셋포인트 값을 나타낸다. 여기서 셋포인트 범위는 최소 연료량(MFmin)과 최대 연료량(MFmax)에 의해서 경계지워진다. 먼저 예를 들어 마지막 사이클에서 사용되었던 분사 시간(TI)에 의해서 연료가 분사되고 제1 추정에서 분사된 연료량(MF)이 추정된다. 도 2로부터 명백하게도, 추정된 연료량(MF)이 셋포인트 범위 내에 있고 셋포인트 값에 더 근접하게 이동되었기 때문에, 더 이상의 분사 시간(TI)의 적응은 필요하지 않은데, 실질적으로 최적화된 연소가 이미 성취되었기 때문이다. 현존하는 분사 시간(TI)이 다음 사이클에서 다시 사용될 수 있고, 여기서 연료량(MF)이 새로이 추정된다. 이러한 연료량(MF)이 다시 셋포인트 범위 내에 있다면, 마찬가지로 더 이상의 분사 시간(TI)의 적응은 필요하지 아니하다. 필요하다면, 연료량(MF)을 예를 들어 셋포인트 값에 훨씬 더 가까이 이동시키도록 추가적인 적응이 행해질 수 있다. 하지만, 이러한 케이스에서 이것은 결함 값에 대하여 어떠한 영향도 미치지 아니한다.
그러므로 예를 들어 배출 증가와 상관되는 결함 값이 0으로 설정되는데, 최적 소비를 실현하기 위해서 분사 시간(TI)과 해당 연료량(MF)이 셋포인트 범위 내에 있기 때문이다. 그러므로 고려된 실린더(서브-시스템)의 모든 고려된 실린더들(전체 시스템)의 결함 합에 대한 기여는 0이다. 나아가, 이러한 실린더에 대한 결함 코드(DTC)로서 결함-없는 상태가 저장된다.
도 3에 나타난 바와 같은 제2 케이스는 제1 케이스와 동일한 방식으로 시작한다. 먼저 예를 들어 마지막 사이클에서 사용되었던 분사 시간(TI)에 의해서 연료가 분사되고 제1 추정에서 분사된 연료량(MF)이 추정된다. 추정된 연료량(MF)이 소정의 셋포인트 범위로부터 벗어난다면, 실질적으로 최적화된 연소를 성취하기 위해서 추정된 연료량(MF)으로 분사 시간(TI)이 상응하게 적응된다. 본 케이스에서 제1 추정에서의 연료량(MF)은 연료량에 대한 최소 값(MFmin) 아래에 있다. 따라서 최적화된 연소를 성취하기 위해서 분사 시간(TI)의 상응하는 적응 및/또는 보정이 행해진다. 적응된 분사 시간(TI)은 예를 들어 다음 사이클에서 다시 한번 사용되고 연료량(MF)이 새로이 추정된다. 본 케이스에서 추정된 연료량(MF)은 다시 셋포인트 범위 내에 있다. 이것은 본 케이스에서 소정의 셋포인트 범위 내에 다시 속하도록 하고 적절한 연소가 보증될 수 있도록 하는 방식으로 분사된 연료량(MF)을 보정하기 위한 대책으로서 분사 시간(TI)의 적응이 충분하다는 것을 의미한다.
따라서 배출 증가와 상관되는 결함 값이 마찬가지로 0으로 설정되는데 실질적으로 최적화된 연소를 실현하기 위한 분사 시간(TI)의 적응이 가능하기 때문이다. 따라서 고려된 실린더(서브-시스템)의 고려된 모든 실린더들(전체 시스템)의 결함 합에 대한 기여는 마찬가지로 0이다. 나아가 실린더가 결함이 없다는 것이 결함 코드(DTC)로서 저장된다.
이어서 도 4는 제3 케이스를 나타낸다. 여기서 제1 케이스 및 제2 케이스에서와 마찬가지로, 먼저 예를 들어 선행 사이클의 분사 시간(TI)이 사용된다. 이어서, 분사 시간(T1) 후에 해당 실린더 내로 분사된 연료량(MF)이 추정된다. 여기서 도 4에 의하면 연료 분사량(MF)이 셋포인트 범위 외부에 있음이 보다 정확하게는 최소 허용가능 연료량(MFmin)보다 아래에 있음이 분명해진다. 이러한 케이스에서 이어서 상응하는 분사 시간(TI)의 적응이 행해진다. 분사 시간(TI)에 대하여 마찬가지로 허용가능한 셋포인트 범위가 존재하고 다시 말해서, 분사 시간(TI)은 최소 분사 시간(TImin)과 최대 분사 시간(TImax) 사이 범위 내에 있다. 따라서 본 케이스에 있어서 추정된 연료량(MF)으로의 적응을 위해서 분사 시간에 대한 소정의 셋포인트 범위 내에 있는 분사 시간(TI)이 사용되는데, 분사 시간(TI)이 변화될 수 없고 임의로(arbitrarily) 적응될 수 없기 때문이다. 그러나 도 4에 의하면, 이러한 분사 시간(TI)이 홀로 최적화된 연소를 얻기에는 불충분하다는 것이 드러난다. 적응된 분사 시간(TI)의 결과는 후속하여 새로이 추정된 연료량(MF)이 다시 연료량에 대한 셋포인트 범위 외부에 있다는 것이다.
이것의 결과로서, 배출 증가와 상관되었던 결함 값이 예를 들어 0 보다 더 큰 값으로 설정된다. 이미 전술한 바와 같이, 결함 값의 레벨은 예를 들어 연료량(MF)에 대한 값이 셋포인트 범위 외부에 있는 정도에 따라서 또는 목표 셋포인트 값으로부터 벗어난 정도에 따라서 선택될 수 있다.
제1 케이스와 제2 케이스와는 달리, 본 제3 케이스에서 결함 값이 0보다 더 큰 이유는 여기서는 분사 시간(TI)을 홀로 적응시키는 것에 의해서는 최적 소비를 실현하는 것이 불가능하기 때문이다. 이러한 경우에도 연료량(MF)이 여전히 연료량에 대한 셋포인트 범위 외부에 있기 때문이다. 그러므로 고려된 실린더(서브-시스템)의 모든 고려된 실린더들(전체 시스템)의 결함 합에 대한 기여가 0보다 크다. 나아가, 이러한 실린더에 대한 결함 코드(DTC)로서 결함-있는 상태가 저장된다.
대안적으로 제1 추정 후에 또는 - 복수의 적응 사이클들의 경우에 - 연료량(MF)의 마지막 추정들 동안, 이런 목적으로 할당된 보정 분사 시간(TI)이 분사 시간(TI)에 대한 셋포인트 범위 외부에 있다는 것이 결정된다면 상응하는 결함 값이 직접적으로 정의되는 것도 고려될 수 있다. 이러한 경우에, 적응된 분사 시간(TI)에 의해서 연료량(MF)이 셋포인트 범위 외부에 있는지 또는 그렇지 않은지를 결정하기 위해 다시 한번 후속 적응 사이클이 행해지지 않는다. 대신에, 전술한 바와 같이, 0 보다 더 큰 결함 값이 직접 저장된다. 이어서 예를 들어 셋포인트 범위 내로 연료량(MF)를 되돌리기 위해 요구되는 가상의(fictitious) 분사 시간(TI)과 관련하여 이러한 결함 값이 설정될 수 있다. 본 케이스에서 이러한 가상의 분사 시간(TI)은 분사 시간에 대한 셋포인트 범위 외부에 있다. 또한 결함 값의 크기는 그 셋포인트 범위 또는 셋포인트 값으로부터의 분사 시간(TI)의 편차에 따라서 정의될 수 있다.
결함 값들의 모두가 또는 0보다 큰 결함 값들만이 예를 들어 엔진 관리 시스템의 메모리 장치에 저장되고 전체적인 결함을 결정하기 위해서 거기에서 후속 처리된다. 이런 목적으로, 결함 값들이 예를 들어 더해져서 엔진 관리 시스템에서 전체적인 결함을 형성할 수 있다. 나아가, 결함 코드들(DTC)이 예를 들어 엔진 관리 시스템의 메모리 코드 장치에 저장된다. 제어 장치들의 배출 거동에 관하여 결론을 도출할 수 있도록 하는 파라미터들이 셋포인트 범위로부터 벗어났는지 또는 그렇지 않은지를 결정하는 장치는 하나 이상의 적절한 센서들 및 선택적으로 평가 장치를 포함할 수 있다. 본 케이스에서, 예를 들어 하나 이상의 회전 속도 센서들이 제공될 수 있고, 그 결과가 실린더의 연료량(MF)을 결정 및/또는 추정하는 데에 사용될 수 있다. 센서들의 결과들을 평가하기 위한 평가 장치는 엔진 관리 시스템과 별개의 장치이거나 또는 엔진 관리 시스템의 일부일 수 있다. 예를 들어 분사 시간과 같은 하나 이상의 파라미터들을 적응시키기 위한 대책을 수행하는 부가적인 적응 장치가 마찬가지로 엔진 관리 시스템의 일부일 수 있거나 또는 적어도 엔진 관리 시스템에 의해서 제어될 수 있다.
도 5는 결함 값들과 결함 코드들(DTC)의 저장을 나타내는 다이어그램이다.
연료량(MF)이 시작부터 셋포인트 범위 내에 있거나(케이스 1) 또는 분사 시간(TI)의 상응하는 적응의 결과로서 셋포인트 범위 내에 있기(케이스 2) 때문에, 전체 시스템에 관하여, 고려된 실린더들(서브-시스템들) 모두가 0의 결함 값을 가진다고 결정되면, 0의 전체적인 결함이 계산된다. 결함이 없는 것으로 설정된 개개의 실린더들에 대한 결함 코드(DTC)는 모든 실린더들이 시험되어진 후에 상응하게 삭제될 수 있다.
이어서 이들 실린더들의 연료량이 셋포인트 범위 외부에 있고 분사 시간(TI) 하나 만에 의해서는 보정될 수 없기(케이스 3) 때문에 0보다 더 큰 결함 값을 가지는 몇몇 실린더들이 이미 존재한다는 것이 결정되면, 결함 값들의 합이 1보다 작은지 및/또는 1보다 작게 유지되는 지가 체크된다. 이러한 경우에서, 이전에 시험된 실린더들의 해당 결함 코드들(DTC)은 초기에(initially) 삭제되지 아니한다. 모든 실린더들 및/또는 서브-시스템들의 시험의 완료시 결함 값 및/또는 이러한 경우에서 전체 결함 값이 1보다 더 작다는 것이 결정되어야 만이, 모든 DTC 결함 코드들이 선택적으로 삭제될 수 있다. 이러한 경우에서 실린더들(전체 시스템)의 전체 배출 증가는 여전히 배출 한계값 아래에 있다.
다른 한편으로 실린더들이 최종적으로 예를 들어 1인 또는 1보다 더 큰 전체 결함 값을 가지는 것으로 결정되면, 개별 실린더들의 결함 코드들(DTC)은 삭제되지 아니한다. 여기서 배경 기술과는 대조적으로 실린더에서의 배출 증가가, 실린더가 자체적으로 이미 배출 한계값의 초과를 야기할 정도의 크기를 가지지 않는다는 것이 언급되어야 한다. 본 발명에 따른 시스템은 훨씬 더 빠르게 다시 말해서 각각의 실린더가 배출 한계값을 초과하지는 않았으나 결합된 모든 실린더들은 그것을 초과할 때에 응답한다.
이러한 경우에, 배출 한계가 초과되었음을 가리키는 메시지가 예를 들어 운전자에게 발해질 수 있다. 이런 목적으로, 예를 들어 차량 내 상응하는 경고등이 깜빡거릴 수 있다. 그러면 운전자는 워크숍에 갈 수 있고 정비공은 저장된 결함 코드들(DTC)로부터 어떤 실린더가 적절하게 동작하고 있고 어떤 실린더가 결함이 있는 지를 결정할 수 있다.
동시에, 이러한 전체적인 결함의 경우에 예를 들어 모든 실린더들의 또는 몇몇 실린더들의 전-분사가 엔진 관리 시스템에 의해서 자동적으로 억제되는 것이 또한 가능한데, 다량의 전-분사들의 결과로서의 토크 증가를 막기 위함이다. 또한, 충분한 연료량의 결핍의 결과로서 토크의 감소가 막아질 수 있다. 더욱이 후-분사들/재생 작업들이 억제될 수 있는데, 너무 높거나 및/또는 너무 낮은 배기 가스 온도를 막기 위해서다. 그러나 이들은 전체 결함 값이 초과되는 경우에 취해질 있는 대책들의 예시들에 불과하다.
본 발명에 따른 모든 결함 탐지 방법들에 의한 전체적인 시스템 또는 서브-시스템 고려 덕분에, 각각의 개별 결함이 배출의 초과를 아직 야기하지 아니하는 경우에조차도 결함이 이미 탐지되는 것이 가능하다. 이런 목적으로, 개별 결함 탐지 방법들은 결함 "예" 또는 "아니오"와 같은 논리 정보가 아니라 서브-시스템 내 배출 증가와 상관되는 스칼라 양을 제공한다. 고려된 전체적인 시스템 또는 서브-시스템의 모든 이러한 양들의 합으로부터 극단적인 개별 케이스가 존재해야만 할 필요 없이 배출들의 초과가 신뢰성 있게 탐지가능하다.
이러한 전체적인 시스템 결함이 워크숍을 위한 정보로서 부적절하기 때문에, 배출 증가의 탐지에 수반되는 각각의 방법에 대한 결함 코드(DTC)가 상응하는 통신 인터페이스에 제공된다. 그 결과로서, 이전에서와 동일한 정보가 워크숍에서 이용가능하다.
더욱이 시스템의 보증된 결함 없는 상태를 확인할 수 있는 것이 필요하다. 이에 대하여 그 결함이 그 자체로 배출들의 초과를 야기하지 않을 것임을 서브-시스템으로부터 알기에 충분하지 아니하다. 이를 목적으로, 본 발명에 따르면, (a) 이러한 서브-시스템에 의해 야기된 배출 증가가 0이거나 또는 (b) 해당 서브-시스템들 모두에 대한 시험이 완료된 후에 전체 증가가 유효한 임계값 아래에 있을 때에만 서브-시스템이 결함이 없는 것으로서 보고된다.
본 발명에 의하면, 개별 결함들의 다시 말해서 더 작은 입도(granularity)의 결함들의 배출 영향만이 고려되는 이전의 방법들과는 대조적으로, 전체적인 시스템 또는 서브-시스템에 관련한 결함의 탐지를 할 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 이미 전술한 바와 같이, 분사량 체크를 위하여 각각의 실린더의 연료량의 편차가 고려된다. 이들 가능한 편차들 각각으로부터 시스템의 전체 배출들에 대한 영향이 계산된다. 이들 값들 모두의 합이 결함의 탐지를 위한 척도(criterion)로서 사용된다.

Claims (15)

  1. (a) 복수의 배출-관련 제어 장치들 각각에 대하여, 개개의 제어 장치의 배출 거동에 관하여 결론을 도출할 수 있게 하는, 하나 이상의 파라미터(MF)가 셋포인트 범위 내에 있는지를 결정하는 단계,
    (b) 개개의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 외부에 있다면, 개개의 배출-관련 제어 장치들에 대하여, 배출 증가와 상관되는 결함 값이 저장되는 단계.
    (c) 개개의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 내에 있다면, 개개의 배출-관련 제어 장치들에 대하여, 0인 결함 값이 저장되는 단계,
    (d) 상기 복수의 배출-관련 제어 장치들의 결함 값들 모두로부터 전체 결함 값을 형성하는 단계, 그리고
    (e) 상기 전체 결함 값이 소정의 임계값을 초과하면, 결함 메시지를 출력하는 단계를 포함하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)에 있어서,
    개개의 배출-관련 제어 장치의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 외부에 있다면, 먼저 개개의 파라미터(MF)가 하나 이상의 적응 사이클(adaptation cycle)에서 적응되고 이어서 상기 적응 후에 다시 상기 개개의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 외부에 있는지를 결정하는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 상기 개개의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 외부에 있다고 결정되면 상기 개개의 제어 장치를 결함이 있는 것으로 특징짓는 결함 코드(DTC)가 저장되고, 그리고
    상기 단계 (c)에서 상기 개개의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 내에 있다고 결정되면 상기 개개의 제어 장치를 결함이 없는 것으로 특징짓는 결함 코드(DTC)가 저장되는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 배출-관련 제어 장치들의 전체 결함 값이 상기 임계값에 도달하거나 상기 임계값을 초과하면, 결함 코드들(DTC)이 저장된 채로 유지되며, 상기 임계값은 배출 한계값인 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 배출-관련 제어 장치들은 차량 엔진의 실린더들인 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    하나 이상의 개개의 파라미터로서, 개개의 실린더 내부로 분사된 연료량(MF)이 결정되는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    단계 (a)에서 선행 사이클의 분사 시간(TI)에 연료량(MF)이 분사되고, 이어서 상기 연료량(MF)이 상기 셋포인트 범위 내인지가 결정되는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  8. 제2 항 또는 제7 항에 있어서,
    상기 개개의 파라미터로서의 연료량(MF)이 적응 사이클에서 적어도 분사 시간(TI)의 조정에 의해서 적응되고, 이어서 상기 연료량(MF)이 상기 셋포인트 범위 내인지 또는 상기 셋포인트 범위 외부인지가 새로이 결정되는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 배출 증가와 상관되는 결함 값들이 스칼라 양들인 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 연료량(MF)이 상기 셋포인트 범위 내이면 상기 결함 값은 0이고 상기 연료량(MF)이 상기 셋포인트 범위로부터 더 벗어날수록 상기 결함 값이 더 커지는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  11. 제1 항 내지 제7 항, 제9 항 및 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전체 결함 값이 복수의 개개의 배출-관련 제어 장치들의 단일 결함 값들의 합인 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에 대한 결함 탐지 방법.
  12. (a) 복수의 개개의 배출-관련 제어 장치들 각각의 배출 거동에 관하여 결론을 도출할 수 있게 하는 하나 이상의 개개의 파라미터(MF)가 셋포인트 범위 내에 있는지 또는 아닌지를 결정하는 장치,
    (b) 복수의 배출-관련 제어 장치들 각각에 대하여 결함 값을 저장하는 메모리 장치로서, 상기 개개의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 외부에 있다면 상기 결함 값은 배출 증가와 상관되고 상기 개개의 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 내에 있다면 상기 결함 값은 0인, 메모리 장치,
    (c) 상기 복수의 배출-관련 제어 장치들의 결함 값들 모두로부터 전체 결함 값을 결정하고 상기 전체 결함 값이 기결정된 임계값을 초과하면 결함 메시지를 출력하는 장치를 포함하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에서의 결함 탐지 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    하나 이상의 개개의 파라미터가 상기 셋포인트 범위 외부에 있으면, 상기 하나 이상의 개개의 파라미터(MF)를 적응시키는 적응 장치가 더 제공되는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에서의 결함 탐지 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 개개의 배출-관련 제어 장치들 각각에 대한 결함 코드(DTC)를 저장하는 메모리 코드 장치가 더 제공되고,
    상기 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 외부에 있으면 개개의 제어 장치에 대한 결함 코드(DTC)로서 "결함 있음"이 상기 메모리 코드 장치에 저장되고,
    상기 파라미터(MF)가 상기 셋포인트 범위 내에 있으면 개개의 제어 장치에 대한 결함 코드(DTC)로서 "결함 없음"이 상기 메모리 코드 장치에 저장되는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에서의 결함 탐지 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 전체 결함 값이 상기 기결정된 임계값을 초과함을 상기 전체 결함 값을 결정하는 장치가 확인하면 차량 내 경고등이 번쩍이는 것을 특징으로 하는,
    복수의 배출-관련 제어 장치들에서의 결함 탐지 장치.
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