KR101784734B1 - 내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법 - Google Patents

내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101784734B1
KR101784734B1 KR1020127027953A KR20127027953A KR101784734B1 KR 101784734 B1 KR101784734 B1 KR 101784734B1 KR 1020127027953 A KR1020127027953 A KR 1020127027953A KR 20127027953 A KR20127027953 A KR 20127027953A KR 101784734 B1 KR101784734 B1 KR 101784734B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
exhaust
exhaust manifold
liquid
Prior art date
Application number
KR1020127027953A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130040191A (ko
Inventor
게르하르트 에세르
파울 로다츠
Original Assignee
콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 filed Critical 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Publication of KR20130040191A publication Critical patent/KR20130040191A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101784734B1 publication Critical patent/KR101784734B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • F01N3/043—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids without contact between liquid and exhaust gases
    • F01N3/046—Exhaust manifolds with cooling jacket
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16—Outlet manifold

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Abstract

본 발명은 배기 매니폴드(7)에 연결되는 배기 라인을 가지며 상기 배기 라인의 도중에 전기 가열 장치(13)가 제공된 배기 가스 센서(14)가 배열된 내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드(7)의 진단 방법에 관한 것이다. 내연 기관(1)의 작동 중에, 배기-가스 센서(14)의 전기 저항이 결정되며, 상기 전기 저항에 기초하여 배기-가스 온도의 현재 값(TEX _ ES)이 추정되며, 그에 기초하여 상기 배기-가스 온도의 현재 값(TEX _ ES)이 상기 내연 기관(1)의 작동 시점에서 예상되는 배기-가스 온도를 위한 설정 값(tEX _ SOLL)과 평가 및 비교된다. 상기 비교의 결과에 따라서, 상기 배기 매니폴드(7)의 액체형 냉각 장치의 기능성이 상기 비교 결과의 함수로서 추정된다.

Description

내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법 {METHOD FOR DIAGNOSING A LIQUID-COOLED EXHAUST MANIFOLD OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 배기 매니폴드에 연결되는 배기 라인을 갖는 내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법에 관한 것으로서, 상기 배기 라인의 도중에 전기 가열 장치가 제공된 배기 가스 센서가 배열되어 있다.
내연 기관, 특히 고성능 자동차를 구동시키기 위한 내연 기관의 작동 중에, 배기 가스 측에서 매우 높은 온도, 때때로 1000 ℃ 초과의 온도가 유발될 수 있다. 배기관에 제공된 구성 요소, 특히 밀집 연결된 배기 가스 촉매 변환기, 배기 가스 터보과급기의 터빈 또는 배기 가스 탐침에 대한 열 손상을 방지하기 위해서 적합한 측정이 수행되어야 한다.
DE 102 01 465 B4 호는 배기 가스 온도 모델을 포함하는 엔진 제어기를 갖는 내연 기관의 배기 가스 촉매 변환기에 대한 구성 요소 보호 기능을 제어하는 방법이 개시되어 있다. 배기 가스 온도 모델은 공기비 람다(air ratio lambda)의 함수로서 배기 가스 모델 온도에 대한 영향 요인을 나타내는 특성 곡선(characteristic curve)을 가진다. 상기 배기 가스 온도 모델의 특성 곡선이 역 배기 가스 온도 모델에 대한 역 특성 곡선으로 변형되는 역 배기 가스 온도 모델이 제공된다. 구성 요소 보호를 위한 람다 설정 값은 구성 요소 임계 값이 역 온도 모델에 사용되는 역 배기 가스 온도 모델에 기초하여 람다 좌표에 대한 입력 변수로서 계산된다.
DE 10 2004 033 394 B3 호는 엔진 제어기를 갖는 내연 기관의 제어 방법을 개시하며, 여기서 엔진 제어기는 공연 혼합물에 의해 배기 가스 온도를 설정하며, 현재 작동 및 구동 조건들이 상당히 긴 시간 주기 동안 유지된다는 가정하에서 배기관 내의 구성 요소에 대한 예상 온도를 결정하는 온도 모델을 가진다. 구성 요소의 보호를 위해서, 엔진 제어기는 예상 온도의 함수로서 배기 가스 온도를 조절한다.
또한, 보다 작은 소기 체적(swept volume)의 과급 엔진(supercharged engine)으로 자연 흡기 엔진(naturally aspirated engine)을 교체하는 것이 공지되어 있다. 터보 차징에 의한 이러한 소위 다운사이징(downsizing)은 더 적절한 파워-대-중량 비 및 그에 따른 변경된 부하 집중성을 초래한다. 즉, 상대적으로 높은 부하 범위 내에서 소모된 작동 기간이 상당히 증가한다. 배기관 내에 배열되는 구성 요소들(배기 가스 촉매 변환기, 배기-가스 탐침, 배기-가스 터빈)의 관련 열 부하를 제한하기 위해서, 내연 기관의 실린더 헤드 내측에 부분적으로 또는 훨씬 더 완전하게 통합된 액냉식 배기 매니폴드를 사용하는 것이 가능하다.
DE 10 2007 050 259 A1 호는 통합식 배기 매니폴드 및 액체형 냉각 장치를 갖춘 과급 내연 기관을 설명하고 있다.
배기-가스 온도는 액냉식 배기 매니폴드의 사용을 통해 감소될 수 있다. 액체형 냉각 장치는 내연 기관의 일반적인 냉각 회로에 연결되고 대응 밸브 또는 펌프에 의해 작동될 수 있다. 상기 냉각 회로의 구성 요소들의 다중 결함 가능성으로 인해, 배기 매니폴드의 액체형 냉각 장치의 오류가 배제될 수 없다. 상기 오류는 차례로 배기-가스 온도의 증가를 초래하며 따라서 또한 몇몇 환경 하에서 배기-가스 측에서 구성 요소들에 대한 손상을 초래한다.
본 발명은 내연 기관의 배기 매니폴드용 액체형 냉각 장치의 정확한 기능이 간단한 방식으로 진단될 수 있는 방법을 구체화하기 위한 목적에 기초로 한다.
상기 목적은 특허청구범위의 제 1항의 특징들에 의해 달성된다. 유리한 개선 예들이 종속항들에 구체화되어 있다.
본 발명은 배기 매니폴드에 연결되는 배기 라인을 가지며 상기 배기 라인의 도중에 전기 가열 장치가 제공된 배기 가스 센서가 배열된 내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법으로서, 내연 기관의 작동 중에, 배기-가스 센서의 전기 저항이 결정되며, 상기 전기 저항에 기초하여 배기-가스 온도의 현재 값이 추정되며, 상기 배기-가스 온도의 현재 값이 상기 내연 기관의 작동 시점에서 예상되는 배기-가스 온도를 위한 설정 값과 비교되며, 상기 배기 매니폴드의 액체형 냉각 장치의 기능성이 상기 비교 결과의 함수로서 평가되는 것을 특징으로 한다.
배기 가스의 온도에 의존하는, 배기 가스 센서의 전기 저항을 측정 및 평가함으로써, 배기 매니폴드의 액체형 냉각 장치의 작동 준비에 관한 보고서를 확보하는 것이 추가 구성 요소들의 사용 없이 간단한 방식으로 가능하다. 특히, 배기 매니폴드의 하류에 있는 배기관 내측에 배기-가스 온도 센서를 설치하지 않는 것이 가능해지며, 이는 비용의 감소를 초래한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 배기-가스 온도의 설정 값과 배기-가스 온도의 추정 값 사이의 차이의 크기가 형성되며, 그리고 이렇게 얻어진 상기 값이 예정된 임계 값과 비교된다. 상기 크기가 상기 임계 값을 초과하면 상기 배기 매니폴드용 액체형 냉각 장치의 결함이라고 추정된다. 이는 프로세싱 리소스(processing resource)를 절약하게 하는 특히 간단한 평가를 가능하게 한다.
배기-가스 센서의 전기 저항이 배기-가스 온도에 주로 의존하기 때문에, 기준 시스템, 즉 액체형 냉각 장치가 내부에서 정확하게 기능을 하는 시스템을 위한 상호 관련성이 부하 및 회전 속도의 함수로서 예를 들어 경험적으로 결정되며 내연 기관을 제어 및/또는 조절하는 제어 장치의 데이터 메모리의 특성 맵 내에 저장될 수 있게 하는 것이 가능해 진다. 여기서, 전기 저항은 간단한 전류 및 저항 측정에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명의 유리한 일 개선 예에 있어서, 상기 배기-가스 온도의 설정 값은 유사하게, 내연 기관의 부하 및 회전 속도의 함수로서 실험적으로 결정되며 상기 내연 기관을 제어 및/또는 조절하는 제어 장치의 데이터 메모리의 특성 맵 내에 저장된다.
또한, 상기 배기-가스 온도의 설정 값은 또한, 물리적 또는 경험적 모델링에 의해 얻어질 수 있으며, 여기서 내연 기관의 작동 변수들이 고려된다.
본 발명의 다른 유리한 개선 예에서, 상기 방법은 액냉식 배기 매니폴드의 진단을 위한 예정된 가능한 조건들이 만족될 때에만 수행된다. 따라서 이는 부정확한 진단을 신뢰성 있게 피할 수 있게 한다.
배기-가스 온도의 설정 값과 배기-가스 온도의 추정 값 사이의 편차가 액체형 냉각 장치에 의해 유발되는 온도 변경뿐만 아니라 배기-가스 온도에 의해 유발되지 않는 탐침 저항에서의 결함 또는 변경에 기초할 수 있기 때문에, 본 발명의 일 개선 예에서는 탐침 저항의 비정상이 존재하는지가 체크된다.
그와 같은 체크는 바람직하게, 내연 기관의 냉간 시동이 발생된 후에 발생하는데, 이는 냉간 시동 중에 액체형 냉각 장치의 영향이 무시될 수 있기 때문이다. 여기서, 제 1 온도 값으로부터 제 2 온도 값까지의 가열 시간이 예정 범위 내에 놓여 있는지 따라서 또한 전기 저항이 예정 범위 내에 놓여 있는지가 체크된다. 이러한 조건이 만족될 때에만 진단이 가능해 진다.
추가로, 내연 기관이 예정 부하/회전 속도 범위 내에 있는지가 체크될 수 있으며, 그 진단은 상기 조건이 또한 만족될 때에만 가능해 진다. 이는 훨씬 더 의미있는 진단 결과를 초래하는데, 이는 아이들(idel) 부하 및 완전 부하 시에 각각 발생하는 최소 및 최대 온도가 평가를 왜곡할 가능성이 있기 때문이다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예에서, 상기 배기 매니폴드용 냉각 시스템의 오기능이 발생되는 경우에, 상기 배기 라인의 입력을 감소시키는 파워-제한 조작이 상기 제어 장치에 의해 시작된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 배기-가스 촉매 변환기 또는 배기-가스 터보 과급기 또는 배기-가스 센서와 같은 배기관 내의 구성 요소들이 열 손상에 대해 또는 심지어 파괴시에도 효과적인 방식으로 보호될 수 있다.
액체형 냉각 장치의 오기능이 검출된 후에, 상기 제어 장치의 오류 메모리 내에 오류 등록이 기록되며, 상기 내연 기관에 의해 구동되는 차량의 운전자에게 시각 및/또는 청각 경고 메세지가 출력된다. 이는 이미 존재하는 디스플레이 내의 경고등의 작동을 통해서 간단한 방식으로 발생될 수 있다. 이러한 방식으로, 운전자는 신속하게 정비소를 방문하여 오류 메모리로부터 요류를 판독하여 해결할 수 있다.
이후, 도면을 참조하여 본 발명이 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 진단 방법이 사용된 액냉식 배기 매니폴드 및 관련 배기-가스 정화 장치를 갖춘 내연 기관의 블록 선도이며,
도 2는 본 발명에 따른 진단 방법의 흐름도이며,
도 3은 진단 조건을 체크하기 위한 흐름도이다.
도 1은 배기-가스 정화 장치가 할당되어 있는 내연 기관을 블록 선도 형태로 아주 간단한 방식으로 도시한다. 여기서, 본 발명을 이해하는데 필요한 부품들만이 예시되어 있다. 특히, 연료 회로는 예시되어 있지 않다.
연소에 필요한 공기가 흡기관(2)을 통해서 내연 기관(1)으로 공급된다. 예를 들어, 내연 기관(1)의 실린더 내측으로 연료(KST)를 직접적으로 분사하는 분사 밸브를 갖춘 고압 축압기 분사 시스템(커먼 레일)의 형태일 수 있는 분사 시스템은 도면 부호 3으로 표시되어 있다. 내연 기관(1)의 배기 가스는 배기 라인(4)을 통해서 배기 가스 촉매 변환기(5)로, 그리고 촉매 변환기로부터 소음기(도시 않음)를 통해서 주위 환경으로 흐른다. 특히, 근접 결합식 예비-촉매 변환기 및 소위 차체 하부 결합식 촉매 변환기와 같은 복수의 배기-가스 촉매 변환기들 제공되는 것 또한, 가능하다. 내연 기관(1)의 작동 중에, 배기 가스는 배기 라인(4)을 통해서 표시된 화살표 방향으로 흐른다.
내연 기관(1)은 액냉식 실린더 헤드(6) 및 상기 실린더 헤드(6)에 적어도 부분적으로 통합되는 배기 매니폴드(7)를 가진다. 여기서, 냉각 액체가 또한 배기 매니폴드(7)에 도달하며 배기 매니폴드가 또한 필요에 따라 냉각되도록 냉각 회로가 구성된다. 이러한 목적을 위해, 냉각제 입구(8) 및 냉각제 출구(9)가 실린더 헤드(6)에 제공된다. 냉각제의 흐름 방향은 화살표 기호에 의해 표시되어 있다. 전기 제어가능한 냉각제 펌프(10) 및/또는 전기 제어가능한 밸브(11)가 냉각제 출구(9)에 제공될 수 있어서, 실린더 블록(2) 및 배기 매니폴드(7)를 통한 냉각제 흐름을 적극적으로 지배할 수 있다. 적어도 단면들에 있어서 분리된 두 개의 냉각제 회로들이 실린더 헤드(6)와 배기 매니폴드(7)용으로 제공되는 것 또한 가능함으로써, 배기 매니폴드(7)를 통한 냉각제 흐름이 실린더 헤드(6)를 통한 냉각제 흐름과 무관하게 설정될 수 있다. 냉각제 입구(8) 근처에 또한 냉각제 입구를 향하여, 냉각제의 온도에 대응하는 신호(TCO)를 출력하는 온도 센서(12)가 배열된다.
전기 가열 장치(13)를 가지며 바람직하게 선형 람다 탐침(광대역 람다 탐침)의 형태인 배기-가스 센서(14)가 배기-가스 촉매 변환기(5)의 상류에 있는 배기관(4)에 제공된다. 이와는 달리 배기-가스 센서(14)는 또한, 2진수 람다 탐침의 형태일 수 있다. 배기-가스 센서(14)는 배기 가스 내의 잔류 산소 함량을 측정하며 대응 신호를 출력한다. 상기 배기-가스 센서(14)로부터의 신호에 의해, 내연 기관(1)의 혼합비가 설정 값에 따라 조절된다. 이러한 기능은 자체 공지된 바와 같은 람다 조절 장치에 의해 수행된다.
내연 기관(1)을 제어 및 조절하기 위해서, 상기 센서의 신호들뿐만 아니라 내연 기관(1)의 작동에 필요한 추가의 신호들도 할당되는 제어 장치(ECU, 전자 제어 유닛; 16)이 제공된다. 이들은 특히, 크랭크 샤프트 각도를 측정하고 그 후에 그에 회전 속도를 할당하는 크랭크 샤프트 각도 센서와, 가속기 페달의 가속기 페달 위치를 측정하는 가속기 페달 위치 센서, 및 흡기 온도를 측정하는 온도 센서이다. 내연 기관(1)의 제어 및 조절에 필요한 센서들로부터의 추가의 입력 신호들이 참조 부호 ES에 의해 도 1에 총괄적으로 표시되어 있다.
센서들은 상이한 측정 변수들을 측정하고 각각의 경우에 그 측정 변수의 측정 값을 결정한다. 제어 장치(16)는 측정 변수들 중의 하나 이상의 함수로서 동작 변수(actuating variables)들을 결정하며, 그 동작 변수들은 그 후에 대응 동작 드라이브에 의해 동작 요소들을 제어하기 위한 하나 또는 그보다 많은 동작 신호들로 변환된다.
동작 요소들은 예를 들어, 흡기관(4) 내의 드로틀 플랩(20) 그리고 분사 시스템(3), 냉각제 펌프(10) 및 밸브(11)의 분사 밸브들이다. 내연 기관(1)의 작동에 필요하나 명확하게 예시되지 않은 추가의 동작 요소들을 위한 추가의 출력 신호들이 참조 부호 AS에 의해 도 1에 총괄적으로 표시되어 있다.
일반적으로 하나 또는 그보다 많은 마이크로프로세서를 포함하며 적용된 점화 엔진의 경우에 연료 분사 이외에도, 람다 조절 및 점화 조절을 수행하는 상기 전자 제어 장치(16)는 또한, 자체 공지된 다중의 추가 제어 및 조절 과업들과 특히 자기 진단을 수행하며, 따라서 단지 본 발명과 연관하여 관련된 설계 및 그의 작동 모드만이 이후에 설명될 것이다.
제어 장치(16)에 있어서, 복수의 특성-맵에 기초한 엔진 제어 기능들이 프로그램 메모리(15) 내의 소프트웨어에 기초하여 실행된다. 그중에서도 실행된 것은 특히 람다 조절 장치 및 배기-가스 온도를 결정하기 위한 모델, 및 또한 배기 라인 내의 구성요소들을 위한 구성 요소 보호 기능들이다. 적용된 점화 엔진의 경우에 있어서, 연소에 필요한 연료 분사 양이 부하 변수, 예를 들어 흡입 공기 질량 또는 공기량 및 회전 속도로부터 종래의 방식으로 계산되며 여러 교정들(온도 영향, 람다 조절 등)이 수행된다.
제어 장치(16)는 그중에서도 다양한 특성 맵(KFi), 임계 값(SWi), 실제 값(TEX _ ES) 및 설정 값(tHEIZ _ SOLL, tEX _ SOLL) 및 또한 플래그(FLAG 0,1)가 내부에 저장되는 특히, 데이터 메모리(21)를 포함하며, 이들의 의미는 이후에 설명될 것이다.
제어 장치(16)는 또한, 자기 진단에 의해 검출된 오류들이 기록되고 그로부터 오류들이 다음의 정비소 방문 중에 판독될 수 있는 오류 메모리(22)를 포함한다. 오류의 발생은 차량 운전자에게 청각 및/또는 시각적으로 전달될 수 있다. 이런 목적을 위해, 오류 메모리(22)는 예를 들어, 경고등(MIL, 오기능 표시등)을 포함할 수 있는 오류 디스플레이(23)에 연결된다.
배기-가스 촉매 변환기(5)의 하류에 있는 배기관(4)에 제공된 것은 추가의 배기-가스 센서(17), 바람직하게 2진수 람다 탐침(스텝 탐침)이다. 상기 배기-가스 센서(17)로부터의 신호는 배기-가스 센서(14)의 출력 신호의 교정(트리밍)을 위해서, 가이드 조절로서도 지칭되는 트리밍(trimming) 조절 과정 중에 사용된다. 상기 신호는 또한, 배기-가스 촉매 변환기(5)의 진단 및 로딩을 결정하는데 사용될 수 있다.
실린더 급기(charge)를 증가시키고 그에 따라 내연 기관(1)의 성능을 개선하기 위해서, 자체 공지된 것과 같은 배기-가스 터보 과급기의 형태인 슈퍼 과급기 장치가 제공되며, 그의 터빈(18)의 배기 매니폴드에 가깝게 그리고 그에 따라 실린더 헤드(6)에 가깝게 배기관(4) 내에 배열되며, 상기 터빈은 단지 라인으로서만 예시되고 더 이상 상세히 도시되지 않은 기계식 연결, 특히 샤프트를 통해서 드로틀 플랩(20)의 상류에 배열되는, 흡기관(2) 내의 압축기(19)에 작동 가능하게 연결된다. 따라서 내연 기관(1)의 배기 가스들은 터빈(18)을 구동하며 그 터빈은 차례로 압축기(19)를 구동한다. 압축기(19)는 유도(induction)의 과업을 수행하여 예비-압축된 신선한 급기를 내연 기관(1)으로 전달한다. 충전 공기 냉각기, 웨이스트게이트(Wastegate) 또는 오버런 공기 재순환 밸브 등을 갖는 바이패스 라인들과 같은 슈퍼 과급기 장치의 추가 구성 요소들은 예시되지 않았다.
내연 기관(1)의 배기 매니폴드(7)의 액체형 냉각 장치의 기능성을 체크하기 위해서, 내연 기관(1)의 작동 중에 실행되는 프로그램이 제어 장치(16)의 프로그램 메모리(15) 내에 저장된다.
상기 프로그램은 적절하다면, 변수들이 초기화되는 단계(SO)(도 2)에서 시작된다. 프로그램의 시작은 바람직하게 내연 기관(1)의 시동 시간에 기초하여 그에 가깝게 발생한다.
단계(S1)에서, 플래그(FLAG) = 1 또는 플래그 = 0이 데이터 메모리(21) 내에 설정되었는지를 묻게 된다. 플래그(FLAG) = 1은 예정된 진단 조건들이 만족되었으며 그 진단이 수행될 수 있음을 의미한다. 플래그 = 0은 예정된 진단 조건들이 만족되지 않았으며 따라서 진단이 차단됨을 의미한다. 하나의 진단 조건은 특히, 배기 매니폴드(7)의 하류에 있는 배기관(4) 내에 배열된 배기-가스 센서(14)의 가열 기간, 및 따라서 배기-가스 센서(14)의 전기 탐침 저항이 허용가능한 범위 내에 놓여 있는가 하는 점이다. 상기 체크는 도 3의 설명에 기초하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 내연 기관(1)의 임의의 회전 속도/부하 범위로 체크를 제한하는 것도 추가로 또는 선택적으로 가능하다.
플래그 = 0이 설정되었는가 라는 질문이 단계(S1)에서 주어지면, 상기 방법은 단계(S7)에서 종료되며 상기 방법은 임의의 예정된 시간 주기 후에 또는 단지 내연 기관의 다음 시동 시에만 자동으로 다시 시작한다.
대조적으로, 플래그 = 1이 단계(S1)에서 설정되면, 다음 단계(S2)에서 추정 배기-가스 온도((TEX _ ES)에 대한 값 및 배기-가스 온도에 대한 설정 값(tEX _ SOLL)이 내연 기관의 프로그램 메모리(15)에서 판독된다. 추정 배기-가스 온도((TEX _ ES)에 대한 추정 값이 제어 장치(16)의 데이터 메모리(21) 내에 저장된 특성 맵(KF1)으로부터 판독된다. 배기-가스 온도((TEX _ ES)에 대한 관련 값들이 배기 가스 센서(14)의 네른스트 셀의 전기 저항(내부 저항)의 함수로서 상기 특성 맵(KF1) 내에 저장된다. 탐침 선단의 온도는 배기-가스 센서(14)의 네른스트 셀의 저항에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 온도는 차례로 배기-가스 온도 및 배기-가스 질량 유동률에 의존한다. 상기 변수들 사이의 관련성은 실험적으로 결정된다. 배기-가스 센서의 전기 저항(내부 저항)의 결정을 위한 하나의 가능성이 DE 196 25 899 C2호에 설명되어 있다.
배기-가스 온도의 설정 값(TEX _ SOLL)은 제어 장치(16)의 데이터 메모리(21) 내에 유사하게 저장된 특성 맵(KF2)으로부터 판독된다. 배기-가스 온도를 위한 관련 설정 값((TEX _ SOLL)들은 내연 기관(1)의 부하 및 회전 속도의 함수로서 저장된다. 선택적으로, 교정 인자(점화 각도, 람다 조절 신호)들을 또한 고려하는 것도 가능하다. 특성 맵(KF2)의 데이터는 테스트에 의해 또는 온도 센서에 의해 실험적으로 결정된다. 이렇게 결정된 온도는 배기 매니폴드의 무오류 냉각 시스템의 경우에 기준 시스템에 대응한다.
단계(S3)에서, 배기-가스 온도의 설정 값(TEX _ SOLL)과 배기-가스 온도의 추정값(TEX _ ES) 사이의 차이의 크기가 형성되며 예정된 임계 값(SW1)과 비교된다. 상기 크기가 임계 값(SW1)을 초과하면, 단계(S4)에서 배기 매니폴드(7)용 액체 형태의 냉각 장치의 오류가 추정되며 그에 대한 반응으로 다음 단계(S5)에서 배기-가스 온도를 낮추기 위한 적합한 측정들이 시작되어서 과도한 열 부하에 대한 배기 라인(4) 내의 구성 요소들을 보호한다. 배기관 내측으로의 에너지 입력을 감소시키는 파워-제한 조작이 이러한 목적을 위해 적합하다. 특히, 과급 내연 기관의 경우에 급기 압력의 제한이 실현될 수 있다. 예를 들어, 연료 과잉의 방향으로, 즉 소위 혼합물의 부화(공기 비율 람다 > 1) 방향으로 공연비를 조절하는 것 또한 가능하다.
이와 동시에, 단계(S6)에서 오류 등록이 제어 장치(16)의 오류 메모리(22) 내에 기록되며 액체형 냉각 장치의 고장이 내연 기관(1)에 의해 구동되는 차량 운전자에게 청각 및/또는 시각적으로 표시될 수 있음으로써, 운전자에게 정비소의 방문을 재촉할 수 있다. 오류가 기록되고 경고 표시가 출력된 이후에 상기 방법은 단계(S7)에서 종료된다.
단계(S3)에서 질문으로 임계 값(SW1)이 초과되지 않았다라는 답을 얻으면, 배기 매니폴드(7)의 액체형 냉각 장치가 기능을 하고 있다라고 추정되며(단계 S5) 따라서 상기 방법은 단계(S7)에서 종료된다.
액체형 냉각 장치에 의해 달성된 온도 변경 이외에도, 배기-가스 온도의 설정 값(TEX _ SOLL)과 배기-가스 온도의 추정값(TEX _ ES) 사이의 편차 또한 배기-가스 온도에 의해 유발되지 않은 탐침 저항 내의 결함 또는 변경에 기초할 수 있다. 부정확한 진단을 배제하기 위해서, 탐침 저항의 비정상이 없어야 함을 보장해야 한다.
그러므로, 제어 장치(16)의 프로그램 메모리(15) 내에 배기-가스 센서(14)의 탐침 저항의 상태에 관한 보고서가 작성될 수 있게 하는 추가의 프로그램(도 3)이 저장된다.
프로그램은 변수들이 적절하다면 초기화되는 단계(S10)에서 시작된다. 프로그램의 시작은 내연 기관(1)의 시동 직후에 발생한다.
단계(S11)에서 내연 기관(1)의 냉간 시동이 존재하는지가 체크된다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어 온도 센서(12)(도 1)의 신호(TCO) 및/또는 내연 기관(1)의 작동 중지 기간을 평가하는 것이 가능하다.
내연 기관의 측정된 온도, 또는 자체 공지된 것과 같은 온도 모델에 의해 결정된 온도가 예정된 값 미만에 놓이면, 내연 기관(1)의 냉간 시동으로 추정되어 상기 방법은 단계(S12)로 계속되며, 그렇지 않다면 상기 조건은 대기 루프에서 다시 질문이 부여된다.
단계(S12)에서 배기-가스 센서(14)의 가열 기간(tHEIZ _ IST) 즉, 배기-가스 센서(14) 내에 통합된 전기 가열 장치(13)에 의해 제 1 예정 온도 값으로부터 유사한 제 2 예정 온도 값으로 가열될 배기-가스 센서(14)에 필요한 기간이 결정된다. 단계(S13)에서, 이렇게 결정된 가열 기간(tHEIZ _ IST)과 그 가열 기간(tHEIZ _ IST)을 위한 예정된 설정 값(tHEIZ _ SOLL) 사이의 차이의 크기가 형성되어 예정된 임계 값(SW1)과 비교된다. 가열 기간(tHEIZ _ IST)과 그 가열 기간을 위한 설정 값(tHEIZ _ SOLL) 사이의 차이의 크기가 임계 값(SW1) 미만이면, 탐침 저항이 허용가능한 범위 내에 놓여 있다라고 추정되며 플래그 = 1이 데이터 메모리(21) 내에 설정된다. 상기 방법은 그 후에 단계(S16)에서 종료된다. 탐침 저항이 규정 범위 내에 놓이면, 내연 기관(1)의 냉간 시동의 경우에 액체형 냉각 장치의 영향이 무시될 수 있기 때문에 팀침 저항에 변경이 있다고 추정될 수 있다.
단계(S13)에서의 질문으로 부정적인 결과가 주어지면, 단계(S15)에서 탐침 저항이 더 이상 허용가능한 범위 내에 놓여 있지 않다라고 추정되며 데이터 메모리(21) 내에 플래그 = 1이 설정된다. 상기 방법은 그 후에 단계(S16)에서 종료된다.
이와 같이 플래그 = 1은 도 2의 흐름도에 기초하여 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 진단이 수행될 수 있는 지표인 반면에, 플래그 = 0은 배기 매니폴드의 액체형 냉각 장치의 기능성에 관한 의미 없는 결과가 예상될 수 있기 때문에 진단이 차단됨을 의미한다.

Claims (10)

  1. 배기 매니폴드(7)에 연결되는 배기 라인(4)을 가지며 상기 배기 라인의 도중에 전기 가열 장치(13)가 제공된 배기 가스 센서(14)가 배열된, 내연 기관(1)의 액냉식 배기 매니폴드(liquid-cooled exhaust manifold; 7)의 기능성 테스팅 방법으로서,
    내연 기관(1)의 작동 중에, 배기 가스 센서(14)의 전기 저항이 결정되며, 상기 전기 저항에 기초하여 배기-가스 온도의 현재 값(TEX_ES)이 추정되며,
    상기 배기-가스 온도의 현재 값(TEX_ES)이 상기 내연 기관(1)의 상기 작동 시점에서 예상되는 배기-가스 온도에 대한 설정 값(tEX_SOLL)과 비교되며,
    상기 배기 매니폴드(7)용 액체형 냉각 장치의 기능성이 상기 비교 결과의 함수로서 평가되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기-가스 온도의 설정 값(TEX_SOLL)과 배기-가스 온도의 추정 값(TEX_ES) 사이의 차이의 크기가 형성되며,
    이렇게 얻어진 상기 크기가 예정된 임계 값(SW1)과 비교되며,
    상기 크기가 상기 임계 값(SW1)을 초과하면 상기 배기 매니폴드(7)용 액체형 냉각 장치의 결함이라고 추정되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 저항이 측정되고, 상기 배기 가스 온도의 값(TEX_ES)들이, 전기 저항의 측정된 값들의 함수로서 상기 내연 기관(1)을 제어 및/또는 조절하는(controls and/or regulates) 제어 장치(16)의 데이터 메모리(21)의 특성 맵(KF1) 내에 저장되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배기-가스 온도의 설정 값(TEX_SOLL)은 내연 기관(1)의 부하 및 회전 속도의 함수로서 실험적으로 결정되며 상기 내연 기관(1)을 제어 및/또는 조절하는 제어 장치(16)의 데이터 메모리(21)의 특성 맵(KF2) 내에 저장되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배기-가스 온도의 설정 값(TEX_SOLL)은 물리적 또는 경험적 모델링(physical or empirical modeling)에 의해 얻어지는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 방법은 액냉식 배기 매니폴드(7)의 진단을 위한 예정된 허용 조건들(enable conditions)이 만족될 때에만 수행되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내연 기관(1)의 냉간 시동이 발생된 이후에, 상기 배기 가스 센서(14)의 전기 저항이 예정된 범위 내에 놓여 있는지 체크되며 상기 조건이 만족되면 진단이 가능하게 되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 내연 기관(1)이 예정된 부하/회전 속도 범위 내에 있는지 체크되며 상기 조건이 만족되면 진단이 가능하게 되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 배기 매니폴드(7)용 액체형 냉각 장치의 오기능(malfunction)이 발생되는 경우에, 상기 배기 라인(4)으로의 에너지 입력을 감소시키는 파워-제한 조작들(power-limiting interventions)이 상기 제어 장치(16)에 의해 시작되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    오류 등록(fault entry)은 상기 제어 장치(16)의 오류 메모리(22) 내에 기록되며, 상기 내연 기관(1)에 의해 구동되는 차량의 운전자에게 시각 및/또는 청각 경고 메세지가 출력되는,
    내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 기능성 테스팅 방법.
KR1020127027953A 2010-03-26 2011-03-15 내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법 KR101784734B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010012988 DE102010012988B4 (de) 2010-03-26 2010-03-26 Verfahren zur Diagnose eines flüssigkeitsgekühlten Abgaskrümmers einer Brennkraftmaschine
DE102010012988.7 2010-03-26
PCT/EP2011/053879 WO2011117112A1 (de) 2010-03-26 2011-03-15 Verfahren zur diagnose eines flüssigkeitsgekühlten abgaskrümmers einer brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130040191A KR20130040191A (ko) 2013-04-23
KR101784734B1 true KR101784734B1 (ko) 2017-10-12

Family

ID=44069992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127027953A KR101784734B1 (ko) 2010-03-26 2011-03-15 내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8997726B2 (ko)
KR (1) KR101784734B1 (ko)
DE (1) DE102010012988B4 (ko)
WO (1) WO2011117112A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010012988B4 (de) 2010-03-26 2012-02-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Diagnose eines flüssigkeitsgekühlten Abgaskrümmers einer Brennkraftmaschine
US20160131089A1 (en) 2014-11-12 2016-05-12 Deere And Company Variable geometry turbocharger feed forward control system and method
US20160131057A1 (en) 2014-11-12 2016-05-12 Deere And Company Fresh air flow and exhaust gas recirculation control system and method
CN104792506A (zh) * 2015-04-11 2015-07-22 成都陵川特种工业有限责任公司 排气歧管质量检测器
US9835094B2 (en) * 2015-08-21 2017-12-05 Deere & Company Feed forward exhaust throttle and wastegate control for an engine
JP2017075844A (ja) * 2015-10-14 2017-04-20 株式会社デンソー 複合センサ
WO2021164849A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-26 Volvo Truck Corporation A method for automatically detecting clogging of a sensor pipe extending between a pressure sensor and an exhaust manifold of an internal combustion engine
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US12017506B2 (en) 2020-08-20 2024-06-25 Denso International America, Inc. Passenger cabin air control systems and methods
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2428739A (en) 2005-08-05 2007-02-07 Ford Global Tech Llc I.c. engine exhaust manifold with two gas flow paths
US20080178856A1 (en) 2007-01-31 2008-07-31 Adams Justin F Oxygen sensor heater control methods and systems

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03179122A (ja) 1989-12-07 1991-08-05 Fuji Heavy Ind Ltd 触媒コンバータの温度制御装置
DE4339692C2 (de) * 1993-11-22 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Abgastemperatur mit einer Lambdasonde
DE19625899C2 (de) 1996-06-27 2002-11-28 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer Sauerstoffsonde
JP3839171B2 (ja) * 1998-09-22 2006-11-01 本田技研工業株式会社 ヒータ通電制御装置
DE10201465B4 (de) 2002-01-16 2004-02-19 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Bauteilschutzfunktion
JP3935043B2 (ja) 2002-10-11 2007-06-20 本田技研工業株式会社 水冷バーチカルエンジンを搭載した船外機
US7036351B2 (en) * 2004-04-28 2006-05-02 Delphi Technologies, Inc. Compensated open-loop control of oxygen sensor heater
DE102004033394B3 (de) 2004-07-09 2005-12-22 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
JP4519570B2 (ja) 2004-08-20 2010-08-04 ヤンマー株式会社 エンジン
BRPI0812002A2 (pt) * 2007-05-25 2014-11-18 Refaat Kammel Sistema e método para o tratamento de material particulado da exaustão de diesel.
DE102007050259B4 (de) 2007-10-22 2011-06-09 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Aufgeladene Brennkraftmaschine mit integriertem Abgaskrümmer und Flüssigkeitskühlung
US7932833B2 (en) * 2007-11-30 2011-04-26 Caterpillar Inc. Detecting coolant flow reduction for a marine engine system
DE102009020804B4 (de) * 2008-05-27 2015-08-20 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Diagnosesystem für einen luftgekühlten Ladeluftkühler für Verbrennungsmotoren
DE102010012988B4 (de) 2010-03-26 2012-02-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Diagnose eines flüssigkeitsgekühlten Abgaskrümmers einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2428739A (en) 2005-08-05 2007-02-07 Ford Global Tech Llc I.c. engine exhaust manifold with two gas flow paths
US20080178856A1 (en) 2007-01-31 2008-07-31 Adams Justin F Oxygen sensor heater control methods and systems

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011117112A1 (de) 2011-09-29
DE102010012988B4 (de) 2012-02-09
US20130013169A1 (en) 2013-01-10
US8997726B2 (en) 2015-04-07
DE102010012988A1 (de) 2011-09-29
KR20130040191A (ko) 2013-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101784734B1 (ko) 내연 기관의 액냉식 배기 매니폴드의 진단 방법
RU2605167C2 (ru) Способ управления двигателем (варианты) и система двигателя
US8095296B2 (en) Procedure and device for an adaptation of a dynamic model of an exhaust gas probe
JP5264429B2 (ja) 診断テストのための乗物用エンジンへの燃料の正しい流量の決定方法
US8401727B2 (en) Method and device for the diagnosis of an NOx sensor for an internal combustion engine
US7614231B2 (en) Method and system to operate diesel engine using real time six dimensional empirical diesel exhaust pressure model
KR101836285B1 (ko) 센서의 고장 진단 장치 및 방법
EP2058493A1 (en) A diagnostic method for a vehicle engine apparatus, provided with sensors
US20100089371A1 (en) Forced air induction system for internal combustion engine and abnormality diagnosis method for same system
WO2019214821A1 (en) An egr flow determination method, an egr rate error determination method, a control method for an internal combustion engine, and an internal combustion engine
EP2330285A1 (en) Control device for engine
JP5120333B2 (ja) エアフロメータの故障診断装置
US6968833B2 (en) Diagnostic system for catalytic converter using exhaust gas recirculation system that can detect exhaust pressure buildup
US20100324857A1 (en) Method for diagnosing an actuator for a boost pressure system of an internal combustion engine
US8843322B2 (en) Method and device for monitoring an exhaust gas recirculation system and computer program
US9239577B2 (en) Method and device for carrying out an onboard diagnosis
KR20220049511A (ko) 내연기관용 크랭크케이스 환기 디바이스의 크랭크케이스 환기 라인의 누출을 진단하는 방법 및 디바이스
JP6701786B2 (ja) 故障診断方法及び故障診断装置
KR101530167B1 (ko) 내연기관을 작동시키기 위한 방법 및 장치
US11920535B2 (en) Apparatuses, methods, systems, and techniques of misfire detection using engine speed sensor
JP2008106636A (ja) エンジンの異常検出装置
JP2004270462A (ja) 吸気量センサの劣化補正方法
GB2475319A (en) Protecting a diesel engine long-route EGR system from excessive soot contamination
EP2418371A1 (en) Egr control system for internal-combustion engine
JP2013036356A (ja) 空気流量センサ校正装置及び空気流量センサ校正車両

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant