KR102176793B1 - 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 모니터링하는 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 전자식 엔진 제어 유닛 - Google Patents

내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 모니터링하는 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 전자식 엔진 제어 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 편차를 검출하고 상응하게 내연 엔진을 제어하도록 제공되고 구성되는 내연 엔진의 전자식 엔진 제어 유닛 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 동작 중 각각의 내연 엔진의 공기 흡기관의 흡기 공기의 동적 압력 발진을 분석하는 것에 의해 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 출구 밸브 행정 위상차가 결정되고, 상기 밸브 행정 위상차로부터 밸브 행정 위상 기준값에 대한 밸브 행정 위상 편차값이 결정되고, 상기 밸브 행정 위상 편차값에 기초하여 상기 밸브 구동 장치의 제1 편차값이 결정된다.

Description

내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 모니터링하는 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 전자식 엔진 제어 유닛
본 발명은, 밸브 구동 장치(valve drive)의 마모 현상 및 이로 인한 밸브 구동 장치의 위치 정확도의 편차 및 그로 인한 밸브 제어 시간의 편차를 획득하고 모니터링할 수 있고, 획득된 편차값의 타당성을 검사할 수 있는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 제시된 방법을 실행하기 위한 전자식 엔진 제어 유닛에 관한 것이다.
이하 간단히 내연 엔진이라고도 칭할 수도 있는 왕복 피스톤 내연 엔진은 각각의 경우에 하나의 왕복 피스톤이 배열된 하나 이상의 실린더를 갖는다. 왕복 피스톤 내연 엔진의 원리를 예시하기 위해, 아래에서는, 예시적으로 다실린더 내연 엔진일 수도 있는 내연 엔진의 실린더를 가장 중요한 기능 유닛과 함께 도시하는 도 1을 참조한다.
각각의 왕복 피스톤(6)은 각각의 실린더(2) 내에 선형으로 이동 가능하게 배열되고, 실린더(2)와 함께 연소 챔버(3)를 둘러싼다. 각각의 왕복 피스톤(6)은 소위 커넥팅 로드(7)에 의해 크랭크샤프트(9)의 각각의 크랭크핀(8)에 연결되고, 여기서 크랭크핀(8)은 크랭크샤프트의 회전축(9a)에 대해 편심으로 배열된다. 연소 챔버(3)에서 연료-공기 혼합물이 연소한 결과, 왕복 피스톤(6)은 선형 "하방으로" 구동된다. 왕복 피스톤(6)의 병진 행정 운동은 커넥팅 로드(7)와 크랭크핀(8)에 의해 크랭크샤프트(9)로 전달되고, 크랭크샤프트(9)의 회전 운동으로 변환되고, 이 회전 운동에 의해, 왕복 피스톤(6)은 실린더(2)에서 하사점을 통과한 후 반대 방향으로 상사점까지 다시 "상방으로" 이동하게 된다. 내연 엔진(1)이 연속적으로 동작하기 위해, 실린더(2)의 소위 작업 사이클(working cycle) 동안, 먼저 연소 챔버(3)에 연료-공기 혼합물이 충전되고 나서, 연료-공기 혼합물이 연소 챔버(3)에서 압축된 후, 점화 및 연소되어 팽창하며 왕복 피스톤(6)을 구동하고, 마지막으로 연소 후 남아 있는 배기 가스가 연소 챔버(3)로부터 배출되는 것이 필요하다. 이러한 시퀀스를 연속적으로 반복하면 내연 엔진(1)이 연속적으로 동작하며 연소 에너지에 비례하는 방식으로 일이 출력된다.
엔진 컨셉에 따라, 실린더(2)의 작업 사이클은 크랭크샤프트의 1회전(360°) 동안 분배된 2개의 행정으로 분할되거나(2-행정 엔진) 또는 크랭크샤프트의 2회전(720°) 동안 분배된 4개의 행정으로 분할된다(4-행정 엔진).
현재까지 4-행정 엔진은 자동차의 구동 장치로 자리 잡았다. 흡기 행정에서, 왕복 피스톤(6)이 하방으로 운동할 때, 연료-공기 혼합물 또는 (연료를 직접 분사하는 경우) 신선한 공기만이 공기 흡기관(20)으로부터 연소 챔버(3) 내로 도입된다. 이후 압축 행정 동안 왕복 피스톤(6)이 상방으로 운동할 때, 연료-공기 혼합물 또는 신선한 공기가 연소 챔버(3) 내에서 압축되고, 적절한 경우, 연료는 연료 공급 시스템에 속하는 분사 밸브(5)에 의해 연소 챔버(3) 내로 직접 개별적으로 분사된다. 이후 작업 행정(working stroke) 동안, 연료-공기 혼합물은 스파크 점화 엔진에서는 점화 플러그(4)에 의해 점화되고 디젤 엔진에서는 자동 점화에 의해 점화되어 팽창 작용과 함께 연소되고 팽창하며 왕복 피스톤(6)을 하방 운동시키면서 일을 출력한다. 마지막으로, 배기 행정에서, 왕복 피스톤(6)이 또 다시 상방으로 운동할 때, 남아 있는 배기 가스가 연소 챔버(3)로부터 배기 가스 출구관(30)으로 배출된다.
내연 엔진의 공기 흡기관(20) 또는 배기 가스 출구관(30)에 대해 연소 챔버(3)를 획정하는 것은 일반적으로 및 바람직하게는 여기서 기초로 취해진 예에서 입구 밸브(22) 및 출구 밸브(32)에 의해 실현된다. 현재 종래 기술에서, 이들 밸브는 적어도 하나의 캠샤프트에 의해 작동된다. 도시된 예는 입구 밸브(22)를 작동시키기 위한 입구 캠샤프트(23)를 갖고, 출구 밸브(32)를 작동시키기 위한 출구 캠샤프트(33)를 갖는다. 밸브와 각각의 캠샤프트 사이에 제공되는 힘을 전달하기 위한 통상의 또 다른 기계적 구성 요소(여기서는 도시되지 않음)들이 있으며, 이들 구성 요소로는 밸브 유격 보상 수단(예를 들어, 버킷 태핏, 로커 레버, 핑거형 로커, 태핏 로드, 유압 태핏 등)을 더 포함할 수 있다.
입구 캠샤프트(23) 및 출구 캠샤프트(33)는 내연 엔진(1) 자체에 의해 구동된다. 이를 위해, 입구 캠샤프트(23) 및 출구 캠샤프트(33)는, 각각의 경우, 대응하여 톱니 기어, 스프로킷 또는 벨트 풀리로 구현된 대응하는 크랭크샤프트 제어 어댑터(10)에 의해 크랭크샤프트(9)에 대해 및 서로에 대해 미리 한정된 위치에, 예를 들어, 톱니 기어 기구, 제어 체인 또는 톱니 제어 벨트를 갖는 제어 기구(40)를 사용하여, 적절한 입구 캠샤프트 제어 어댑터(24) 및 출구 캠샤프트 제어 어댑터(34), 예를 들어, 톱니 기어, 스프로킷 또는 벨트 풀리에 의해 크랭크샤프트(9)에 결합된다. 이러한 연결에 의해, 크랭크샤프트(9)의 회전 위치에 대한 입구 캠샤프트(23) 및 출구 캠샤프트(33)의 회전 위치가 원칙적으로 한정된다. 크랭크샤프트와 캠샤프트 사이의 전술된 구동 장치 구획은 아래에서는 밸브 구동 장치라고 언급된다.
예로서, 도 1은 벨트 풀리 및 톱니형 제어 벨트에 의해 입구 캠샤프트(23)와 출구 캠샤프트(33) 및 크랭크샤프트(9) 사이의 결합을 도시한다. 입구 캠샤프트(23)와 출구 캠샤프트(33) 및 크랭크샤프트(9) 사이의 결합은 유사한 방식으로 스프로킷 및 제어 체인에 의해 형성된다. 이 2개의 실시예는 밸브 구동 장치의 현재 가장 통상적인 실시예를 구성한다.
하나의 작업 사이클 동안 크랭크샤프트에 의해 커버되는 회전각은 이후 작업 위상(working phase) 또는 단순히 위상이라고 지칭된다. 따라서, 하나의 작업 위상 내에서 크랭크샤프트에 의해 커버되는 회전각은 위상각이라고 지칭된다. 크랭크샤프트(9)의 각각의 현재 크랭크샤프트 위상각은 크랭크샤프트(9)에 또는 크랭크샤프트 제어 어댑터(10)에 연결된 위치 인코더(43) 및 관련된 크랭크샤프트 위치 센서(41)에 의해 연속적으로 검출될 수 있다. 여기서, 위치 인코더는 예를 들어 원주에 걸쳐 등간격으로 분배되도록 배열된 다수의 톱니를 갖는 톱니 기어로서 형성될 수 있으며, 여기서 개별 톱니의 개수는 크랭크샤프트 위상각 신호의 해상도를 결정한다.
또한 추가적으로 적절한 경우, 입구 캠샤프트(23) 및 출구 캠샤프트(33)의 현재 위상각을 대응하는 위치 인코더(43) 및 관련 캠샤프트 위치 센서(42)에 의해 연속적으로 검출하는 것이 가능하다.
미리 한정된 기계적 결합으로 인해, 각각의 크랭크핀(8)과 관련 왕복 피스톤(6), 입구 캠샤프트(23)와 관련 각각의 입구 밸브(22), 및 출구 캠샤프트(33)와 관련 각각의 출구 밸브(32)는 크랭크샤프트의 회전에 의존하는 방식으로 및 서로에 대해 미리 한정된 관계로 움직이기 때문에, 상기 기능 구성 요소는 크랭크샤프트(9)에 대해 동기적으로 각각의 작업 위상을 통과한다. 그리하여, 크랭크샤프트(9), 입구 캠샤프트(23) 및 출구 캠샤프트(33)의 각각의 회전 위치뿐만 아니라 왕복 피스톤(6), 입구 밸브(22) 및 출구 밸브(32)의 행정 위치는, 각각의 변속비를 고려하여, 크랭크샤프트 위치 센서(41)에 의해 미리 한정된 크랭크샤프트(9)의 크랭크샤프트 위상각에 대해 설정될 수 있다. 따라서 이상적인 내연 엔진에서는, 모든 특정 크랭크샤프트 위상각에, 특정 크랭크핀 각도(HZW)(도 2), 특정 피스톤 행정, 특정 입구 캠샤프트 각도와 이에 따른 특정 입구 밸브 행정, 및 또한 특정 출구 캠샤프트 각도와 이에 따른 특정 출구 밸브 행정이 할당되는 것이 가능하다. 즉, 언급된 모든 구성 요소는 회전하는 크랭크샤프트(9)와 동위상이거나 동위상으로 움직인다.
그러나, 현대의 내연 엔진(1)에서는, 예를 들어, 입구 캠샤프트 어댑터(24)와 출구 캠샤프트 어댑터(34)에 통합된 방식으로 크랭크샤프트(9)와 입구 캠샤프트(23) 및 출구 캠샤프트(33) 사이의 기계적 결합 경로 내에 추가적인 위치 설정 요소가 제공될 수 있으며, 여기서 위치 설정 요소는 크랭크샤프트(9)와 입구 캠샤프트(23) 및 출구 캠샤프트(33) 사이에 원하는 제어 가능한 위상 시프트를 수행할 수 있다. 이들 요소는 소위 가변 밸브 구동 장치에서 소위 위상 조절기로 알려져 있다.
또한, 엔진 기능을 제어하기 위한 전자 프로그래밍 가능한 엔진 제어 유닛(50)(CPU)이 개략적으로 도시되어 있으며, 여기서 엔진 제어 유닛(50)은 다양한 센서 신호를 수신하기 위한 신호 입력(51), 및 대응하는 위치 설정 유닛 및 액추에이터를 작동시키기 위한 신호 및 전력 출력(52), 및 전자 컴퓨팅 유닛(53) 및 할당된 전자 메모리 유닛(54)을 구비한다.
(배출량, 소비량, 동력, 주행 평활도 등과 관련하여) 내연 엔진을 최적으로 동작시키기 위해, 흡기 행정 동안 연소 챔버로 도입된 신선한 가스의 충전량은, 예를 들어, 공급될 연료량, 가능하게는 직접 분사될 연료량과 같은 추가적인 연소 파라미터를 이에 의해 조정할 수 있게 하기 위해 가능한 최상의 정확도로 알려져야 한다. 소위 충전물 교환, 즉 신선한 가스의 흡기와 배기 가스의 배출은 이 경우 입구 밸브(22) 및 출구 밸브(32)의 제어 타이밍에 크게 의존하는데, 즉 피스톤 행정 시간에 관한 프로파일에 대해 각각의 밸브 행정 시간에 관한 프로파일에 크게 의존한다. 즉, 동작 동안, 충전물 교환은 크랭크샤프트 위상각에 대해 및 이에 따라 왕복 피스톤의 위상 위치에 대해 입구 밸브 및 출구 밸브의 위상 위치에 의존한다.
신선한 가스의 충전량을 획득하고 이에 의해 내연 엔진의 제어 파라미터를 조정하기 위해, 종래 기술은, 예를 들어, 회전 속도, 부하, 적절한 경우, 위상 조절기에 의해 미리 한정 가능한 밸브 제어 타이밍, 적절한 경우 배기 가스 터보 과급기 또는 수퍼 과급기 등의 동작 파라미터의 함수로서 모든 발생하는 동작 상태에서 소위 기준 내연 엔진에 측정을 수행하고, 상기 측정값 또는 그 유도값, 또는 거동을 나타내는 모델 접근법을 대응하는 시리즈-생산 내연 엔진의 엔진 제어 유닛에 저장하는 것을 포함한다. 동일한 유형의 시리즈의 모든 구조적으로 동일한 시리즈-생산 내연 엔진은 이후 생성된 이 기준 데이터세트와 함께 동작된다.
기준 내연 엔진의 이상적인 기준 위치에 대해, 예를 들어, 시리즈-생산 내연 엔진의 입구 밸브와 출구 밸브 사이의 실제 상대 위치 및 크랭크샤프트 위상각 또는 왕복 피스톤 위치에 제조 공차 또는 마모로부터 발생하는 편차, 즉 크랭크샤프트 위치 센서에 의해 미리 정해진 크랭크샤프트 위상각 또는 크랭크샤프트의 위상 위치 및 그리하여 피스톤 행정에 대해 입구 밸브 행정과 출구 밸브 행정에 위상차가 있으면, 실제로 도입된 신선 가스 충전량이 기준으로 결정된 신선 가스 충전량에서 벗어나서, 이에 따라 기준 데이터세트에 기초한 제어 파라미터가 최적이 아닌 효과를 나타내게 된다. 내연 엔진의 동작 동안 이러한 에러는 배출량, 소비량, 동력, 주행 평활도 등과 관련하여 악영향을 미칠 수 있다.
시리즈-생산 내연 엔진에서 발생할 수 있는 편차를 설명하고 이 편차의 명명을 정의하기 위해, 아래에서는, 도 1의 내연 엔진을 도시하지만, 보다 나은 개관을 위해, 도 1에 도시된 참조 부호는 생략하고, 대응하는 편차들만을 표시한 도 2를 참조한다.
크랭크샤프트 위치 센서(41)에 의해 위치 인코더의 위상각이 검출되는 크랭크샤프트 제어 어댑터(10) 상에 배열된 위치 인코더(43)의 기준 위치로부터 시작하여, 이상적인 기준 위상 위치에 대해 왕복 피스톤(6), 입구 밸브(22) 및 출구 밸브(32)의, 이하 위상차라고도 칭하는, 위상 위치의 편차를 야기하는 다수의 공차 체인이 있다.
여기서, 피스톤 행정 위상차(ΔKH)는 예를 들어 크랭크샤프트 위치 센서(41)의 기준 위치에 대한 크랭크핀 각도(HZW)의 편차, 소위 크랭크핀 각도차(ΔHZW)로부터 및 커넥팅 로드(7)와 왕복 피스톤(6)의 상이한 치수 공차(도시되지 않음)로부터 발생된다.
또한, 입구 밸브 행정 위상차(ΔEVH)는 예를 들어 캠샤프트 자체, 입구 캠샤프트 제어 어댑터(24), 및 제어 기구(40)의 기계적 공차 또는 변형(도시되지 않음)으로 인해 캠 위치의 편차, 소위 입구 캠샤프트 각도차(ΔENW)로부터 발생된다. 입구 캠샤프트에 대해 위상 조절기가 존재한다면, 입구 캠샤프트 조절 각도(ENVW)를 고려하거나 또는 설정점으로부터의 편차도 고려할 수 있다.
동일한 방식으로, 출구 밸브 행정 위상차(ΔAVH)는 캠샤프트 자체, 출구 캠샤프트 제어 어댑터(24), 및 제어 기구(40)의 기계적 공차 또는 변형(도시되지 않음)으로 인해 예를 들어 캠 위치의 편차, 소위 출구 캠샤프트 각도차(ΔANW)로부터 발생된다. 출구 캠샤프트에 대해 위상 조절기가 존재한다면, 출구 캠샤프트 조절 각도(ANVW)를 고려하거나 또는 설정점으로부터의 편차도 고려할 수 있다.
입구 캠샤프트 각도차(ΔENW) 및 출구 캠샤프트 각도차(ΔANW)의 형태의 편차는, 예를 들어, 동적 중에 발생하는 제어 체인 또는 톱니 벨트의 늘어남과 같은 마모 현상 및 체인 휠 또는 벨트 휠 또는 그 밖에 기어 휠의 마모로 인해 자주 발생된다. 이와 관련하여, 바람직하지 않은 경우 전체 톱니 점프(tooth jump)에서, 이것은 하나의 톱니 또는 심지어 복수의 톱니에 의해 제어 체인 또는 톱니형 벨트를 통해 미끄러짐이 발생할 수 있다.
이러한 편차는 동작 중에만 발생하고 특정 상황에서는 연속적으로 점진적인 방식으로 변하기 때문에 예를 들어 내연 엔진이 서비스되기 전에 내연 엔진을 일회 측정하는 것에 의해 제조 시 야기된 기계적 공차와 같이 감지 및 정정될 수는 없다.
이러한 문제 상황을 해결하기 위해, 현재 알려진 대부분의 시스템은 기준점 시스템(위치 인코더 피드백)과 함께 동작한다. 여기서, 각각의 경우에 센서에 의해 감지될 수 있는 위치 마크로서의 하나의 위치 인코더는 크랭크샤프트 상에 및 입구 캠샤프트 상에 및/또는 출구 캠샤프트 상에, 또는 또한 각각의 크랭크샤프트 제어 어댑터 상에 및 입구 캠샤프트 제어 어댑터 상에 및/또는 출구 캠샤프트 제어 어댑터 상에 배치될 수 있고 또는 또한 제공될 수 있는 위상 조절기 등에 배치될 수 있다. 그 결과, 크랭크샤프트의 위치에 대해 각각의 입구 캠샤프트 및/또는 출구 캠샤프트의 상대적인 위상 위치가 획득될 수 있고, 목표로 하는 기준값으로부터의 편차가 식별될 수 있다. 획득된 편차에 의존하는 방식으로 대응하는 제어 파라미터를 적응시키거나 또는 정정하는 것에 의해 상기 편차로 인한 원치 않는 영향이 제어 유닛에서 중화될 수 있다.
대응하는 방법은 예를 들어 DE 195 03 457 C1, EP 1 915 516 B1 및 FR 2 850 755 B1에 알려져 있다.
한편, 본 발명의 시점에서 아직 공개되지 않은 출원인의 특허 출원 DE 10 2015 209 665.3, DE 10 2015 222 408.2, DE 10 2016 219 584.0 및 DE 10 2016 219 582.4에서, 캠샤프트 상의 대응하는 위치 인코더 및 위치 센서에 독립적으로, 각각의 내연 엔진의 흡기관에서의 흡기 공기의 동적 압력 발진에 기초하여 동작 동안 입구 밸브 행정 위상차, 출구 밸브 행정 위상차 및 피스톤 행정 위상차를 획득할 수 있는 다양한 모델이 제시된다. 이와 관련하여, 내연 엔진의 동작 중에, 공기 흡기관에서 각각의 실린더에 할당될 수 있는 동적 압력 발진이 측정되고, 이로부터 대응하는 압력 발진 신호가 생성된다. 동시에 크랭크샤프트 위상각 신호가 획득된다. 크랭크샤프트 위상각 신호에 대한 측정된 압력 발진의 적어도 하나의 선택된 신호 주파수의 위상 위치 및/또는 진폭이 이산 푸리에 변환을 사용하여 압력 발진 신호로부터 획득된다.
이후, 각각의 선택된 신호 주파수의 획득된 위상 위치 및/또는 진폭에 기초하여, 각각 동일한 신호 주파수의 동일한 위상 위치 및 동일한 진폭의 라인이 각각의 신호 주파수의 동일한 위상 위치 및 동일한 진폭의 기준 라인을 사용하여 획득되고, 여기서 기준 라인은 기준 라인 특성 다이어그램에 저장되거나 또는 각각의 대수 모델 함수(algebraic model function)에 의해 획득된다. 그런 다음, 각각의 신호 주파수의 동일한 위상 위치의 라인과 동일한 진폭의 라인의 획득된 공통 교차점으로부터 입구 밸브 행정 위상차와 출구 밸브 행정 위상차, 및 적절한 경우, 피스톤 행정 위상차가 결정된다.
이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 실린더의 각각의 연소 챔버로 공기를 공급하는 역할을 하고, 이에 따라 내연 엔진의 "공기 흡기관" 또는 또한 간단히 "흡기관", "흡기 시스템" 또는 "입구관"이라는 용어 하에 소위 공기 경로를 한정하는 모든 구성 요소를 포함할 수 있을 것이다. 이들 용어는 예를 들어 공기 필터, 흡기 파이프, 흡기 매니폴드 또는 분배 파이프 또는 간단히 흡입 파이프, 스로틀 플랩 밸브뿐만 아니라, 적절한 경우, 압축기, 및 실린더의 흡기 개구, 및/또는 실린더의 입구 덕트를 포함할 수 있다.
압력 발진 신호를 분석하기 위해, 이 압력 발진 신호는 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transformation: DFT)을 받는다. 이를 위해 고속 푸리에 변환(fast Fourier transformation: FFT)으로 알려진 알고리즘을 사용하여 DFT를 효율적으로 계산할 수 있다. DFT를 사용하면 이제 압력 발진 신호를 개별 신호 주파수로 분해할 수 있고, 이후 이 개별 신호 주파수를 진폭 및 위상 위치와 관련하여 단순화된 방식으로 개별적으로 분석할 수 있다.
본 경우에, 압력 발진 신호의 선택된 신호 주파수의 위상 위치 및 진폭은 밸브 제어 타이밍에 의존하는데, 즉 내연 엔진의 입구 밸브 행정, 출구 밸브 행정 및 피스톤 행정의 위상 프로파일에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 신호 주파수의 위상 위치는 여기서 크랭크샤프트 회전각 신호에 대한 신호 주파수 신호의 상대 위치를 특징으로 하며, 진폭은 중심 라인에 대한 신호 주파수 신호의 편향 정도의 척도이다.
내연 엔진의 동작 안전과 관련하여, 특히 발생되는 배기 가스 배출량과 관련하여 더욱 엄격한 법적 요구 사항은 실제 센서 데이터 및 동작 데이터를 획득하고, 이들 데이터를 사용하여 진행 중인 동작 동안 내연 엔진의 대응하는 제어를 연속적으로 모니터링하고, 자가 진단의 범위 내에서 그 타당성을 검사하고, 에러에 대한 취약성을 검사할 것을 요구한다. 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하고 종래 기술에 알려진 전술한 방법으로 감지되는 편차와 관련하여, 과거에는 이러한 타당성을 검사할 수 있는 대응하는 중복값이 이용 가능하지 않았기 때문에 이것이 이전에는 불가능했다.
따라서, 본 발명은, 가능한 한 기술 장비에 대한 추가 비용 없이 종래에 획득된 밸브 구동 장치 편차값과 동등한 밸브 구동 장치 편차값을 이용할 수 있고 2개의 밸브 구동 장치 편차값을 사용하여 상호 타당성(reciprocal plausibility)을 검사할 수 있는 방법 및 엔진 제어 유닛을 제시하는 것을 목적으로 한다.
본 목적은 독립 청구항에 따라 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법 및 동격의 청구항에 따라 전자 프로그래밍 가능한 엔진 제어 유닛에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 종속 청구항은 본 발명에 따른 주제의 예시적인 실시예 및 개선 사항과 관련된 것이다.
본 발명에 따르면, 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법은 동작 중 각각의 내연 엔진의 공기 흡기관 내의 흡기 공기의 동적 압력 발진을 분석하는 것에 의해 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 출구 밸브 행정 위상차를 획득하는 단계; 및 상기 밸브 행정 위상차로부터 밸브 행정 위상 기준값에 대한 밸브 행정 위상 편차값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 밸브 행정 위상 편차값에 기초하여 제1 밸브 구동 장치 편차값을 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 방법에서 상기 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 출구 밸브 행정 위상차는 직접 획득되지만, 상기 크랭크샤프트와 상기 입구 밸브 및 출구 밸브 사이에는, 상기 밸브 구동 장치와는 별도로, 또한, 예를 들어, 캠샤프트 자체의 캠과 같은 다른 전달 구성 요소 또는 상기 캠샤프트와 각각의 캠샤프트 제어 어댑터 사이의 연결이 존재하기 때문에, 상기 밸브 구동 장치 편차값은 획득된 상기 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 상기 출구 밸브 행정 위상차에 직접 대응하지 않는다. 따라서, 예를 들어 초기 서비스 시에는 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 출구 밸브 행정 위상차가 이미 존재하는 반면, 밸브 구동 장치와 관련해서는, 처음 서비스 시 밸브 구동 장치는 설정점 위치로 조절되고, 처음에는 편차를 갖지 않는 것으로 가정된다. 계속 동작 중에만 기준값으로서 조절된 초기 설정점 위치에 대해 밸브 구동 장치 편차값이 발생된다. 따라서, 최초 서비스 시에 결정된 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 출구 밸브 행정 위상차가 또한 획득되어 밸브 행정 위상 기준값으로서 저장되고, 이 밸브 행정 위상 기준값은 모든 추가 측정에서 참조된다. 현재 획득된 각각의 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 출구 밸브 행정 위상차 및 관련 밸브 행정 위상 기준값 간의 차이는 예를 들어 밸브 구동 장치의 변속비를 사용하여 밸브 구동 장치 편차값을 획득할 수 있는 기초로서의 밸브 행정 위상 편차값을 생성한다.
내연 엔진을 제어하기 위한 본 발명의 전자 프로그래밍 가능한 엔진 제어 유닛은 할당된 전자 컴퓨팅 유닛 및 할당된 전자 메모리 유닛을 포함하고, 상기 전자 컴퓨팅 유닛 및 상기 전자 메모리 유닛은 특히, 전항 중 어느 한 항의 방법을 실행하고, 상기 엔진 제어 유닛에 의해 내연 엔진을 대응하게 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 예를 들어, 대응하는 프로그램 알고리즘 및 필요한 기준값이 전자 메모리 유닛에 저장되고, 이후 전자 컴퓨팅 유닛에 의해 실행되기 위해 호출된다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 엔진 제어 유닛은, 추가적인 센서 시스템 없이 및 기술 장비에 대한 특별한 비용 없이, 밸브 구동 장치 편차값에 대한 타당성을 검사하는 수단을 제공하는, 밸브 구동 장치에 할당된 위치 인코더 및 위치 센서에 독립적으로 밸브 구동 장치 편차값을 획득할 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 및 종속 청구항에 따른 주제의 예시적인 실시예 및 개선 사항은 도면을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 1은 왕복 피스톤 내연 엔진의 간략화된 개략도;
도 2는 왕복 피스톤 내연 엔진의 중요한 구성 요소의 가능한 위치 및 각도 편차를 표시한, 도 1에 따른 개략도;
도 3은 종속 청구항에 따른 대응하는 개선 사항을 포함하는 방법 시퀀스의 간략화된 블록도;
도 4는 도시된 밸브 구동 장치 편차 제한값을 갖는 내연 엔진의 동작 기간 동안 상이한 밸브 구동 장치 편차값의 프로파일을 예시적으로 설명하기 위한 2차원 다이어그램; 및
도 5는 도시된 밸브 구동 장치 편차 차이 제한값을 갖는 내연 엔진의 동작 기간 동안 밸브 구동 장치 편차 차이값의 프로파일을 예시적으로 설명하기 위한 2차원 다이어그램.
기능 및 명명의 관점에서 동일한 부품은 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호로 표시된다.
도 1 및 도 2에 도시되고 본 특허 출원의 주제와 관련하여 중요한, 편차가 발생할 수 있는 기능 구성 요소를 갖는 왕복 피스톤 내연 엔진(1)의 개략도는 이러한 편차의 명명을 정의하기 위해 이미 도입부에서 설명되었다.
도 3은 본 발명에 따른 방법 시퀀스를 예시적으로 도시한 단순화된 개략 블록도를 도시한다. 박스(100)로 둘러싸인 다이어그램 영역에서, 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법의 중요한 단계들이 약술된다. 본 방법은 먼저 각각의 내연 엔진(1)의 공기 흡기관(20) 내의 흡기 공기의 동적 압력 발진을 분석하는 것에 의해 동작 동안 입구 밸브 행정 위상차(ΔEVH) 및/또는 출구 밸브 행정 위상차(ΔAVH)를 획득하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 할당된 밸브 행정 위상 기준값(ΔVH_Ref)에 대한 입구 밸브 행정 위상 기준값(ΔEVH_Ref) 또는 출구 밸브 행정 위상 기준값(ΔAVH_Ref), 밸브 행정 위상 편차값(VhP_Aww)은, 입구 밸브 행정 위상차(ΔEVH)로부터 또는 출구 밸브 행정 위상차(ΔAVH)로부터, 또는 예를 들어 평균값(ΔEVH + ΔAVH)/2)를 형성하는 것에 의해 두 값 모두로부터 획득된다. 이것은, 예를 들어,
VhP_Aww = ΔEVH - ΔEVH_Ref 또는
VhP_Aww = ΔAVH - ΔAVH_Ref 또는
VhP_Aww = ((ΔEVH + ΔAVH)/2) - ΔVH_Ref
에 따라 차이를 형성하는 것에 의해 용이하게 이루어질 수 있다.
대응하는 밸브 행정 위상 기준값(ΔVH_Ref, ΔEVH_Ref, ΔAVH_Ref)은, 예를 들어, 내연 엔진이 처음 서비스될 때 획득되고 나서 내연 엔진의 엔진 제어 유닛의 전자 메모리 유닛에 저장된 값이다.
후속해서, 밸브 행정 위상 편차값(VhP_Aww)에 기초하여 제1 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1)이 획득된다. 이것은, 예를 들어, 입구 밸브(22) 또는 출구 밸브(32)와 크랭크샤프트(9) 사이의 변속비를 사용하여 수행될 수 있다.
입구 밸브 행정 위상차(ΔEVH) 및/또는 출구 밸브 행정 위상차(ΔAVH)를 획득하기 위해, 본 방법의 하나의 유리한 추가 실시예에서, 본 발명의 시점에서 아직 공개되지 않은, 예를 들어, 본 출원인의 특허 출원 DE 10 2015 209 665.3, DE 10 2015 222 408.2, DE 10 2016 219 584.0 및 DE 10 2016 219 582.4의 방법들 중 하나를 사용할 수 있다.
제시된 방법은, 동작 동안 캠샤프트 상의 대응하는 위치 인코더(43) 및 위치 센서(42)와 독립적으로, 각각의 내연 엔진의 공기 흡기관 내 흡기 공기의 동적 압력 발진에 기초하여 입구 밸브 행정 위상차(ΔEVH), 출구 밸브 행정 위상차(ΔAVH) 및 피스톤 행정 위상차(ΔKH)를 획득할 수 있다.
이와 관련하여, 예를 들어, 내연 엔진의 동작 중에, 각각의 실린더에 할당될 수 있는 공기 흡기관(20) 내 동적 압력 발진이 측정되고, 이로부터 대응하는 압력 발진 신호가 생성된다. 동시에 크랭크샤프트 위상각 신호가 획득된다. 크랭크샤프트 위상각 신호에 대한 측정된 압력 발진의 적어도 하나의 선택된 신호 주파수의 위상 위치 및/또는 진폭이 이산 푸리에 변환을 사용하여 압력 발진 신호로부터 획득된다.
이후, 각각의 선택된 신호 주파수의 획득된 위상 위치 및/또는 진폭에 기초하여, 각각 동일한 신호 주파수의 동일한 위상 위치 및/또는 동일한 진폭의 라인이 각각의 신호 주파수의 동일한 위상 위치와 동일한 진폭의 기준 라인을 사용하여 획득되고, 상기 기준 라인은 기준 라인 특성 다이어그램에 저장되거나 또는 각각의 대수 모델 함수에 의해 획득된다. 그런 다음, 입구 밸브 행정 위상차 및 출구 밸브 행정 위상차, 및 적절한 경우, 피스톤 행정 위상차가 각각의 신호 주파수의 동일한 위상 위치의 라인 및/또는 동일한 진폭의 라인의 획득된 공통 교차점으로부터 결정된다.
이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 실린더의 각각의 연소 챔버로 공기를 공급하는 역할을 하고, 이에 따라 내연 엔진의 "공기 흡기관" 또는 또한 간단히 "흡기관", "흡기 시스템" 또는 "입구관"이라는 용어 하에 소위 공기 경로를 한정하는 모든 구성 요소를 포함할 수 있을 것이다. 이들 용어는 예를 들어 공기 필터, 흡기 파이프, 흡기 매니폴드 또는 분배 파이프 또는 간단히 흡입 파이프, 스로틀 플랩 밸브뿐만 아니라, 적절한 경우, 압축기 및 실린더의 흡기 개구, 및/또는 실린더의 입구 덕트를 포함할 수 있다.
압력 발진 신호를 분석하기 위해, 압력 발진 신호는 이산 푸리에 변환(DFT)을 받는다. 이를 위해 고속 푸리에 변환(FFT)으로 알려진 알고리즘을 사용하여 DFT를 효율적으로 계산할 수 있다. DFT를 사용하면 이제 압력 발진 신호를 개별 신호 주파수로 분해할 수 있고, 이후 이 개별 신호 주파수를 진폭 및 위상 위치와 관련하여 단순화된 방식으로 개별적으로 분석할 수 있다.
본 경우에, 압력 발진 신호의 선택된 신호 주파수의 위상 위치 및 진폭은 밸브 제어 타이밍에 의존하는데, 즉 내연 엔진의 입구 밸브 행정, 출구 밸브 행정, 및 피스톤 행정의 위상 프로파일에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 신호 주파수의 위상 위치는 여기서 크랭크샤프트 회전각 신호에 대한 신호 주파수 신호의 상대 위치를 특징으로 하고, 진폭은 중심 라인에 대한 신호 주파수 신호의 편향 정도의 척도이다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예는, 도 3에서 박스(200)로 둘러싸인 다이어그램 영역에 도시된 바와 같이, 크랭크샤프트 위치 센서(41) 및 입구 캠샤프트 위치 센서(42a) 및/또는 출구 캠샤프트 위치 센서(42b)의 배열에 의해 동작 동안 입구 캠샤프트 각도차(ΔENW) 및/또는 출구 캠샤프트 각도차(ΔANW)를 추가로 획득하고, 상기 캠샤프트 각도차로부터 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_2)을 획득하는 것을 특징으로 한다. 그런 다음, 바람직하게는, 시간적으로 평행하게 획득된 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_2) 및 제1 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1)이 상호 타당성을 검사하기 위해 서로 비교되고 나서, 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 형성된다. 이것은 어쨌든 존재하는 센서 구성 요소, 특히 압력 센서 및 위치 센서의 신호들만이 설명된 방식으로 평가되기 때문에 기술 장비에 대한 추가 비용 없이 밸브 구동 장치 편차값에 대한 타당성 검사를 용이하게 수행할 수 있다는 장점을 갖는다.
예를 들어, 종래 기술에 알려진 방법은 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_2)을 획득하는데 사용될 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 또한 제1 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1)을 획득하는 것과 유사한 절차에서, 입구 캠샤프트 각도차(ΔENW) 및/또는 출구 캠샤프트 각도차(ΔANW)로부터 입구 캠샤프트 각도 기준값(ΔENW-Ref), 출구 캠샤프트 각도 기준값(ΔANW-Ref) 또는 공통 캠샤프트 각도 기준값(ΔNW-Ref)에 대한 캠샤프트 각도 편차값(NwW_Aww)을 획득하는 것이 가능하다. 이와 관련하여, 입구 캠샤프트 각도차(ΔENW) 및 출구 캠샤프트 각도차(ΔANW)는 또한 개별적으로 고려되거나 또는 예를 들어 평균값((ΔENW + ΔANW)/2)을 형성하는 것에 의해 조합으로 고려될 수 있다. 이것은, 예를 들어,
NwW_Aww = ΔENW - ΔENW_Ref 또는
NwW_Aww = ΔANW - ΔANW_Ref 또는
NwW_Aww = ((ΔENW + ΔANW)/2) - ΔVH_Ref
에 따라 차이를 형성하는 것에 의해 쉽게 수행될 수 있다.
대응하는 캠샤프트 각도 기준값(ΔNW-Ref, ΔENW_Ref, ΔANW_Ref)은, 예를 들어, 내연 엔진이 처음 서비스될 때 획득되고 나서 내연 엔진의 엔진 제어 유닛의 전자 메모리 유닛에 저장된 값이다. 바람직하게는 기계적 변속비 및 적절한 경우 위상 조절기의 각도 위치를 사용하여 캠샤프트 각도 편차값(NwW_Aww)에 기초하여 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_2)이 획득된다.
도 4는 이와 관련하여 내연 엔진의 서비스 수명 동안 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww)의 다양한 프로파일을 도시한다. VT_Aww_1로 표시되는 제1 밸브 구동 장치 편차값의 프로파일 및 VT_Aww_2로 표시되는 제2 밸브 구동 장치 편차값의 프로파일이 도시된다. 두 프로파일은 각각의 밸브 구동 장치 편차값이 서서히 연속적으로 상승하는 것을 도시하고, 여기서 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_2)은 제1 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1)보다 더 강하게 상승한다. 시간(T1)에서 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)을 획득한 것이 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1 및 VT_Aww_2) 사이의 간격 또는 차이로서 도시된다.
이러한 밸브 구동 장치 편차값의 연속적인 프로파일은, 예를 들어, 전달 요소들의 마모가 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 한다. 밸브 구동 장치에서 다른 편차 원인을 설명하기 위해 VT_Aww_X로 표시된 곡선이 도시된다. 상기 곡선은 시간(TX)에서 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_X)이 갑작스럽게 상승하는 것을 도시하는데, 예를 들어, 톱니형 벨트의 톱니 점프의 경우, 즉 톱니형 벨트가 톱니형 벨트 휠 상의 하나 이상의 톱니에 의해 미끄러질 때 발생할 수 있는 것과 같은 갑작스러운 상승을 도시한다.
밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)에 대해 상호 타당성을 검사하고 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)을 형성하는 것과 관련하여, 본 발명에 따른 방법의 하나의 유리한 개선은, 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 한정된 밸브 구동 장치 편차 비교 제한값(ΔVT_Aww_Gw)을 초과하지 않는 한, 제1 및/또는 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)이 타당한 것으로 평가되는 것을 특징으로 한다. 이 절차는 도 3에서 블록도로 시퀀스 단계(301 및 302)로 도시된다. 시퀀스 단계(301)에서, 획득된 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이, 미리 한정된 이전에 규정된 밸브 구동 장치 편차 비교 제한값(ΔVT_Aww_Gw)보다 더 낮거나 더 높은지 여부를 결정하기 위해 검사된다. 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 더 낮으면, 시퀀스 단계(302)에서 획득된 밸브 구동 장치 편차값은 타당한 것으로 평가되고(VT_Aww = ok), 내연 엔진의 대응하는 제어 알고리즘에 입력 변수로서 사용될 수 있다. 이것은 자가 진단의 유형을 보장하여 내연 엔진의 장애 없는 동작 신뢰성을 증가시킨다. 이러한 관계는 또한 도 5에서 다이어그램으로 도시된다. 여기서, 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)의 프로파일의 일례가 내연 엔진의 서비스 수명에 걸쳐 도시되어 있고, 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 연속적으로 상승하는 프로파일을 도시한다. 밸브 구동 장치 편차 비교 제한값(ΔVT_Aww_Gw)도 또한 도시된다. 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 ΔVT_Aww_Gw 미만인 한, 하부의 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww)은 OK인 것으로, 즉 타당한 것으로 평가된다.
본 방법의 또 다른 유리한 실시예에서, 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1 및 VT_Aww_2)에 대해 상호 타당성을 검사하고 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)을 형성하는 것과 관련하여, 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 규정된 밸브 구동 장치 편차 비교 제한값(ΔVT_Aww_Gw)을 적어도 한번 초과하는 즉시 밸브 구동 장치의 영역에서 오작동(VT_Ffkt)이 검출된다. 이것은 도 3에서 시퀀스 단계(301 및 303)로 도시되어 있을 뿐만 아니라 도 5에서 밸브 구동 장치 편차 비교 제한값(ΔVT_Aww_Gw)을 초과하는 영역으로 도시되어 있다. 이러한 방식으로, 밸브 구동 장치의 심각한 오작동이 확실하게 검출될 수 있고, 적절한 경우, 훨씬 더 큰 손상을 방지하기 위해 조치가 취해질 수 있다. 이러한 오작동은 예를 들어, 입구 캠샤프트 위치 센서, 출구 캠샤프트 위치 센서 또는 크랭크샤프트 위치 센서의 결함 또는 부정확한 위치 설정에 의해 야기될 뿐만 아니라, 입구 캠샤프트 또는 출구 캠샤프트의 위상 조절기의 결함 또는 오작동에 의해 야기될 수 있다. 물론, 이러한 경우에, 검출된 오작동을 확인하기 위해, 그리하여 오작동의 검출을 디바운싱(debounce)하기 위해, 그리고 예를 들어, 결과가 명백하게 확인될 때 내연 엔진의 비상 동작 모드 또는 심지어 비작동과 같은 조치를 취하기 위해 초기에 복수의 측정을 연속적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 개선에서, 제1 및/또는 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)이 타당한 것으로 평가되고 미리 한정된 밸브 구동 장치 편차 제한값(VT_Aww_Gw)을 초과하지 않는 한, 내연 엔진(1)을 제어하기 위한 보상 제어 정정 조치(Ktr_Mβn) 및/또는 장애 메시지(Info_Sig)가 내연 엔진(1)의 제어 유닛(50)에 의해 발생된다. 이것은 도 3에서 시퀀스 단계(302, 304, 305 및 308)로 도시된다. 예를 들어, 여기서 정정 조치(Ktr_Mβn)는, 특히, 입구 캠샤프트 조절 각도(ENVW) 및 출구 캠샤프트 조절 각도(ANVW)를 위상 조절기에 의해 적응시키고, 점화 시간, 분사 시작 및 분사량을 적응시키는 것과 관련될 수 있다.
그러나, 제1 및/또는 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)이 미리 한정된 밸브 구동 장치 편차 제한값(VT_Aww_Gw)을 초과하는 경우 또는 밸브 구동 장치의 영역에서 오작동(VT_Ffkt)이 이미 이전에 검출된 경우, 내연 엔진(1)의 비상 동작 모드(Nt_Btb) 또는 비상 정지(Nt_정지) 및/또는 장애 메시지(Info_Sig)가 내연 엔진(1)의 제어 유닛(50)에 의해 발생된다. 이러한 방식으로, 내연 엔진(1)이 최적으로 동작하는 것을 보장하기 위해 최적의 정도로 각각 적응되는 방식으로 다양한 조건에 반응하는 것이 가능하다. 이러한 시퀀스는 도 3에서 시퀀스 단계(302, 304, 306, 307 및 308)에 기초하여 상징적으로 도시된다. 도 4에는, 밸브 구동 장치 편차 제한값(VT_Aww_Gw)에 대한 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2 또는 VT_Aww_X)을 검사하는 것이 더 도시되고, 여기서 밸브 구동 장치 편차 제한값(VT_Aww_Gw) 미만인 경우 정정 조치(Ktr_Mβn)가 개시되고, 밸브 구동 장치 편차 제한값(VT_Aww_Gw)을 초과하는 경우 비상 동작 모드(Nt_Btb) 또는 비상 정지(Nt_정지)가 개시된다.
본 방법의 추가 개선에서, 제1 및/또는 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)은 내연 엔진의 동작 중에 연속적으로 획득되고, 시간에 따라 제1 및/또는 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)의 각각의 편차 프로파일이 도 4에 도시된 바와 같이 생성된다. 그러나, 이러한 맥락에서, 특정 시간에서의 결과에 더 이상 초점을 두는 것은 아니라 각각의 편차 프로파일에 기초하여 밸브 구동 장치에서 편차의 특정 원인이 검출된다. 이에 대한 일반적인 예는 도 4에 도시된 프로파일(VT_Aww_X)이며, 여기서 프로파일을 통해 톱니 점프를 검출할 수 있다. 이러한 방식으로, 특정 오작동이 유리하게 식별될 수 있으며, 이는 동작 중에 적절한 방식으로 이에 대한 반응일 수 있고, 또는 오작동의 유형은 장애 메모리에 기록되고 수리 동안 진단 목적으로 사용될 수 있다.
이러한 방식으로, 본 방법의 개선에서, 편차 프로파일의 값이 연속적으로 상승할 때, 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차의 마모 유발 원인이 검출될 수 있으며, 이 원인은, 밸브 구동 장치의 실시예에 따라, 체인의 늘어남, 톱니형 벨트의 늘어남 또는 기어 휠의 마모에 대응하고, 또 편차 프로파일의 값이 갑작스럽게 상승하는 경우, 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차의 톱니 점프 유발 원인을 검출할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법은 밸브 구동 장치의 현재 편차값의 크기에 기초하여 밸브 구동 장치의 편차의 크기, 즉 예를 들어, 체인이 늘어난 값을 결정할 수 있다.
밸브 구동 장치가 위상 조절기를 갖는 경우, 각각의 현재 위상 조절값은 물론 밸브 구동 장치의 제1 편차값을 획득할 때 포함될 수도 있다. 이 경우, 흡기 밸브 행정 위상차(ΔEVH)에 기초하여 획득된 현재 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_E)과, 출구 밸브 행정 위상차(ΔAVH)에 기초하여 획득된 다른 현재 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_A) 사이의 편차값을 더 획득할 수 있고, 2개의 밸브 구동 장치 편차값 사이의 차이가 규정된 제한값을 초과하는 경우, 하나의 위상 조절기의 결함이 검출된다.
하나의 유리한 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은, 적절한 경우, 내연 엔진의 전자 프로그래밍 가능한 엔진 제어 유닛(50)에 할당되고 엔진(1)에 기능적으로 연결된 전자 컴퓨터 유닛(53) 상에, 전술한 모든 실시예 및 개선 사항을 포함하여 구현된다.

Claims (10)

  1. 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법으로서,
    동작 동안 각각의 내연 엔진(1)의 공기 흡기관 내 흡기 공기의 동적 압력 발진을 분석하는 것에 의해 입구 밸브 행정 위상차(ΔEVH) 및/또는 출구 밸브 행정 위상차(ΔAVH)를 획득하는 단계; 및
    상기 행정 위상차로부터 밸브 행정 위상 기준값(ΔAVH_Ref)에 대한 밸브 행정 위상 편차값(VhP_Aww)을 획득하는 단계를 포함하되,
    상기 밸브 행정 위상 편차값(VhP_Aww)에 기초하여 제1 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1)을 획득하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    동작 동안 크랭크샤프트 위치 센서(41) 및 입구 캠샤프트 위치 센서(42a) 및/또는 출구 캠샤프트 위치 센서(42)의 배열에 의해 입구 캠샤프트 각도차(ΔENW) 및/또는 출구 캠샤프트 각도차(ΔANW)를 획득하는 단계; 및
    상기 캠샤프트 각도차로부터 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_2)을 획득하는 단계를 포함하고,
    상호 타당성을 검사하기 위해 상기 제1 밸브 구동 장치 편차값과 상기 제2 밸브 구동 장치 편차값을 비교하고;
    밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)을 형성하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 미리 한정된 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww_Gw)을 초과하지 않는 한, 상기 제1 및/또는 제2 밸브 구동 장치 편차값을 타당한 것으로 평가하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 밸브 구동 장치 편차 비교값(ΔVT_Aww)이 규정된 밸브 구동 장치 편차 비교 제한값(ΔVT_Aww_Gw)을 적어도 한번 초과하는 즉시 상기 밸브 구동 장치의 동작 동안 오작동(VT_Ffkt)을 검출하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 및/또는 상기 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)이 타당한 것으로 평가되고, 미리 한정된 밸브 구동 장치 편차 제한값(VT_Aww_Gw)을 초과하지 않는 한, 상기 내연 엔진(1)을 제어하기 위한 보상 제어 정정 조치(Ktr_Mβn) 및/또는 장애 메시지(Info_Sig)가 상기 내연 엔진(1)의 제어 유닛(50)에 의해 발생되고,
    상기 제1 및/또는 상기 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)이 타당한 것으로 평가되고, 미리 한정된 밸브 구동 장치 편차 제한값(VT_Aww_Gw)을 초과하는 경우 또는 상기 밸브 구동 장치의 영역에서 오작동(VT_Ffkt)이 이미 이전에 검출된 경우 상기 내연 엔진의 비상 동작 모드 또는 비상 정지 및/또는 장애 메시지가 상기 내연 엔진(1)의 제어 유닛(50)에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 내연 엔진(1)의 동작 중에 상기 제1 및/또는 상기 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)을 연속적으로 획득하고, 시간에 따라 상기 제1 및/또는 상기 제2 밸브 구동 장치 편차값(VT_Aww_1, VT_Aww_2)의 각각의 편차 프로파일을 생성하고,
    각각의 편차 프로파일에 기초하여 상기 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차의 특정 원인을 검출하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 각각의 편차 프로파일의 값이 연속적으로 상승할 때, 상기 상기 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차의 마모 유발 원인을 검출하고, 상기 원인은, 상기 밸브 구동 장치의 설계에 따라, 체인의 늘어남, 톱니 벨트의 늘어남 또는 기어 휠의 마모에 대응하고,
    상기 각각의 편차 프로파일의 값이 갑작스럽게 상승할 때, 상기 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차의 톱니 점프 유발 원인을 검출하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 동작 동안 상기 내연 엔진의 상기 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 상기 출구 밸브 행정 위상차를 획득하기 위해,
    - 측정된 압력 발진으로부터 대응하는 압력 발진 신호를 생성함과 동시에 크랭크샤프트 위상각 신호를 획득하는 단계;
    - 이산 푸리에 변환을 사용하여 상기 압력 발진 신호로부터 상기 크랭크샤프트 위상각 신호에 대한 측정된 압력 발진의 적어도 하나의 선택된 신호 주파수의 위상 위치 및/또는 진폭을 획득하는 단계;
    - 각각의 선택된 신호 주파수의 획득된 위상 위치 및/또는 진폭에 기초하여, 각각의 경우에 각각 동일한 신호 주파수의 동일한 위상 위치 및/또는 동일한 진폭의 라인의 함수를 획득하는 단계로서, 상기 라인은 각각의 신호 주파수의 동일한 위상 위치 및/또는 동일한 진폭의 기준 라인을 사용하여 상기 입구 밸브 행정 위상차 및 상기 출구 밸브 행정 위상차에 의존하는, 상기 동일한 신호 주파수의 동일한 위상 위치 및/또는 동일한 진폭의 라인의 함수를 획득하는 단계;
    - 상기 동일한 위상 위치 및/또는 상기 동일한 진폭의 획득된 라인의 각각의 공통 교차점을 획득하는 단계; 및
    - 획득된 상기 공통 교차점으로부터 상기 입구 밸브 행정 위상차 및/또는 상기 출구 밸브 행정 위상차를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연 엔진(1)의 전자 프로그래밍 가능한 엔진 제어 유닛(50)에 할당되고 상기 엔진 제어 유닛에 기능적으로 연결된 전자 컴퓨팅 유닛(53) 상에서 상기 방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 내연 엔진의 밸브 구동 장치에서 발생하는 편차를 검출하는 방법.
  10. 내연 엔진을 제어하기 위한 전자 프로그래밍 가능한 엔진 제어 유닛(50)으로서,
    할당된 전자 컴퓨팅 유닛(53) 및 할당된 전자 메모리 유닛(54)을 포함하되,
    상기 전자 컴퓨팅 유닛(53) 및 상기 전자 메모리 유닛(54)은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행하고 상기 엔진 제어 유닛에 의해 상기 내연 엔진(1)을 대응하여 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 프로그래밍 가능한 엔진 제어 유닛.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102017209112B4 (de) * 2017-05-31 2019-08-22 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Verdichtungsverhältnisses eines Verbrennungsmotors im Betrieb
DE102017209386B4 (de) * 2017-06-02 2024-05-08 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zur Ermittlung der aktuellen Trimmung des Einlasstraktes eines Verbrennungsmotors im Betrieb
DE102017215849B4 (de) 2017-09-08 2019-07-18 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überprüfung der Funktion eines Drucksensors im Luft-Ansaugtrakt oder Abgas-Auslasstrakt eines Verbrennungsmotors im Betrieb und Motor-Steuerungseinheit
DE102018208037A1 (de) * 2018-05-23 2019-11-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Diagnose von Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine
DE102018209253B4 (de) * 2018-06-11 2020-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fourier-Diagnose eines Ladungswechselverhaltens eines Verbrennungsmotors
DE102019203376B4 (de) 2019-03-13 2021-01-21 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer leistungsverändernden Manipulation einer Brennkraftmaschine
DE102019212275A1 (de) * 2019-08-15 2021-02-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Adaption einer erfassten Nockenwellenstellung, Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens, Verbrennungsmotor und Fahrzeug
DE102020201953A1 (de) 2020-02-17 2021-08-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Adaption einer erfassten Nockenwellenstellung, Motorsteuergerät zur Durchführung des Verfahrens, Verbrennungsmotor und Fahrzeug
DE102020207172B3 (de) * 2020-06-09 2021-07-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung einer Nockenwellenposition einer Verbrennungskraftmaschine
CN112253277B (zh) * 2020-09-17 2021-11-16 东风汽车集团有限公司 Vvt相位确定方法、装置、系统以及存储介质
DE102020124478A1 (de) 2020-09-21 2022-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbrennungskraftmaschine mit Warnfunktion für Kettenlängung
FR3132325A1 (fr) * 2022-02-02 2023-08-04 Vitesco Technologies Systeme et methode pour distinguer un saut de chaîne de distribution d’un verrouillage d'actionneur de distribution variable
DE102022110999B3 (de) 2022-05-04 2023-11-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Ermitteln einer Längung eines Zugmittels einer Verbrennungskraftmaschine sowie Verbrennungskraftmaschine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005264763A (ja) 2004-03-16 2005-09-29 Hitachi Ltd 内燃機関の吸気制御装置
DE102004041526A1 (de) 2004-08-27 2006-03-02 Adam Opel Ag Verfahren zur Überprüfung der Abweichung einer Winkelstellung
JP2007154697A (ja) 2005-12-01 2007-06-21 Fuji Heavy Ind Ltd 可変動弁機構付エンジンの診断方法及び診断装置
DE102008028722B3 (de) 2008-06-17 2010-02-11 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Analyse eines Plausibilitätsfehlers bei der Überwachung eines angesteuerten Aktuators
WO2012066666A1 (ja) 2010-11-18 2012-05-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102011088403B3 (de) 2011-12-13 2013-01-10 Continental Automotive Gmbh Bestimmen eines Werts für einen Ventilhub eines Ventils eines individuellen Zylinders einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
DE102015209665A1 (de) 2014-06-25 2015-12-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Identifizierung von Ventilsteuerzeiten eines Verbrennungsmotors

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19503457C1 (de) 1995-02-03 1996-07-04 Daimler Benz Ag Verfahren zur Überwachung des Verschleißes zumindest einer Motorsteuerkette und eine Diagnoseeinrichtung zur Durchführung desselben
US5495830A (en) * 1995-04-05 1996-03-05 General Motors Corporation Variable valve timing
FR2850755B1 (fr) 2003-01-31 2005-05-13 Renault Sa Procede pour determiner l'etat d'usure d'une chaine de distribution
US7343887B2 (en) * 2003-04-15 2008-03-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Apparatus for abnormal diagnosis of variable valve timing mechanism
US6804997B1 (en) * 2003-08-14 2004-10-19 Kyle Earl Edward Schwulst Engine timing control with intake air pressure sensor
US7225793B2 (en) * 2003-08-14 2007-06-05 Electrojet, Inc. Engine timing control with intake air pressure sensor
JP2009504997A (ja) 2005-08-09 2009-02-05 シエツフレル コマンディートゲゼルシャフト ピストン内燃機関並びにクランクシャフトとカムシャフトとの間に配置された伝動エレメントの摩耗値を検出するための方法
DE102007013252A1 (de) * 2007-03-20 2008-09-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Saugrohrdruckes einer Brennkraftmaschine
US8301356B2 (en) * 2008-10-06 2012-10-30 GM Global Technology Operations LLC Engine out NOx virtual sensor using cylinder pressure sensor
IT1395708B1 (it) 2009-09-21 2012-10-19 Magneti Marelli Spa Metodo di verifica della effettiva apertura di una valvola di aspirazione in un motore a combustione interna
DE102012212860B3 (de) 2012-07-23 2013-12-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Ermittlung der Füllung der Zylinder von Hubkolbenbrennkraftmaschinen
JP2014224470A (ja) * 2013-05-15 2014-12-04 スズキ株式会社 内燃機関の制御装置
DE102014203688A1 (de) 2014-02-28 2015-09-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Erfassen von Ausgasungseffekten in einem Hydraulikfluid
US9810161B2 (en) * 2014-09-30 2017-11-07 GM Global Technology Operations LLC Variable valve lift diagnostic systems and methods using cam phaser differential oil pressure
DE102015200472A1 (de) 2015-01-14 2016-07-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Erfassung und Steuerung der Öffnungs- und Schließzeitpunkte von Ventilen in einem Strömungssystem
DE102015222408B3 (de) 2015-11-13 2017-03-16 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur kombinierten Identifizierung einer Kolbenhub-Phasendifferenz, einer Einlassventilhub-Phasendifferenz und einer Auslassventilhub-Phasendifferenz eines Verbrennungsmotors
US10472999B2 (en) * 2016-08-18 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for adjusting camshafts
DE102016219584B4 (de) 2016-10-10 2018-05-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur kombinierten Identifizierung von Phasendifferenzen des Einlassventilhubs und des Auslassventilhubs eines Verbrennungsmotors mittels Linien gleicher Phasenlagen und Amplituden
DE102016219582B3 (de) 2016-10-10 2017-06-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur kombinierten Identifizierung einer Einlassventilhub-Phasendifferenz und einer Auslassventilhub-Phasendifferenz eines Verbrennungsmotors mit Hilfe von Linien gleicher Amplitude
DE102016219686A1 (de) 2016-10-11 2018-04-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102016222533B4 (de) 2016-11-16 2018-07-26 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Überwachung von im Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors auftretenden Abweichungen und elektronisches Motorsteuergerät zur Ausführung des Verfahrens

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005264763A (ja) 2004-03-16 2005-09-29 Hitachi Ltd 内燃機関の吸気制御装置
DE102004041526A1 (de) 2004-08-27 2006-03-02 Adam Opel Ag Verfahren zur Überprüfung der Abweichung einer Winkelstellung
JP2007154697A (ja) 2005-12-01 2007-06-21 Fuji Heavy Ind Ltd 可変動弁機構付エンジンの診断方法及び診断装置
DE102008028722B3 (de) 2008-06-17 2010-02-11 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Analyse eines Plausibilitätsfehlers bei der Überwachung eines angesteuerten Aktuators
WO2012066666A1 (ja) 2010-11-18 2012-05-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102011088403B3 (de) 2011-12-13 2013-01-10 Continental Automotive Gmbh Bestimmen eines Werts für einen Ventilhub eines Ventils eines individuellen Zylinders einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern
DE102015209665A1 (de) 2014-06-25 2015-12-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Identifizierung von Ventilsteuerzeiten eines Verbrennungsmotors

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