KR20020031154A - 회전 속도 센서 고장시 내연 기관의 비상 시동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스타터와 회전 속도 센서가 장착된 내연 기관 시동 방법에 관한 것이며 회전 속도 센서는 회전 수에 따라 출력 신호를 전송한다. 또한 보드 공급 전압을 측정하기 위한 장치가 제공되며 상기 장치는 시동 단계(1) 동안 및 시동 단계(1) 후의 배터리 전압(3)의 파형을 픽업한다. 내연 기관의 시동 단계(1) 동안, 크랭크 축 위치는 내연 기관의 스타터 작동 시에 배터리 전압 파형(3)으로부터 검출된다.

Description

회전 속도 센서 고장시 내연 기관의 비상 시동 방법{Method for the emergency starting of an internal combustion engine in the case of a rotational speed sensor failure}

회전 속도 센서를 검사하기 위한 장치는 DE 40 26 232에 공지되어 있다. 상기 장치는 회전 속도에 따라 출력 신호를 전송하는 회전 속도 센서를 구비한 스타터를 포함한다. 보드 공급 전압을 측정하기 위한 장치와 제어 장치가 제공되며, 상기 제어 장치에서는 회전 속도 센서의 출력 신호가 보드 공급 전압과 연관되고 회전 속도 센서의 에러 작동이 검출될 수 있다. 에러를 검출하기 위해 내연 기관의 시동 과정 동안의 보드 공급 전압의 파형이 평가된다. 시동 과정 동안의 전형적 보드 공급 전압의 추이가 검출되고 동시에 회전 속도 센서의 출력 신호가 검출되지 않을 때에만 에러 검출이 개시된다.

내연 기관의 크랭크축에 있는 센서 휠을 연속적으로 스캐닝하는 회전 속도센서가 고장나면, 위상 센서의 신호를 평가하는 것에 의해 차량 비상 실행이 실시될 수 있다. 위상 센서 신호로부터 회전 속도 신호가 모방되고, 제한적 차량 작동(limp home)은 상기 회전 속도 신호로써 이뤄질 수 있다. 이에 반해 캠축을 조정함으로써 내연 기관이 작동되면, 위상 센서가 지정되지 않은 곳에 위치된 캠축에 설치되기 때문에 시동시 캠축의 위치 및 이에 따라 크랭크축의 위치를 알 수 없다. 40°까지의 크랭크축 각 범위 내에서 변동은 조정될 수 있다.

차량 시동시, 크랭크축 위치에 대한 캠축 신호와 위상 센서 신호의 할당이 불가능하다. 이로써 연료 분사 시스템의 또 다른 시스템을 통해 적절하게 분사될 수 없으며 이에 따라 점화될 수도 없다. 따라서 캠축을 조정함으로써 내연 기관을 시동시키는 것은 회전 속도 센서의 고장시에는 가능하지 않다.

본 발명은 회전 속도 센서(들)의 고장시에 제한적 차량 작동이 가능하도록 하기 위한 내연 기관의 비상 시동 방법에 관한 것이다. 상기 회전 속도 센서가 고장나면, 차량 시동시 크랭크축 위치에 대한 위상 센서의 캠축 신호의 할당이 불가능하다.

도 1은 스타터의 작동 동안 및 그 후 내연 기관이 시동될 시의 배터리 전압과 모터 회전 속도의 파형을 도시한 도면.

도 2a 및 도 2b 는 시동 단계 동안 및 내연 기관이 시동된 후의, 6 실린더 내연 기관의 펄스 신호의 파형을 도시한 도면.

제시된 본 발명을 이용하여, 회전 속도 센서가 고장났을 경우 시동 작동시의 배터리 전압을 평가함으로써 크랭크축 위치가 결정될 수 있다.

차량 배터리를 통해 전류가 공급되는 스타터가 작동됨으로써, 시동하고자 하는 4 실린더 엔진 또는 6 실린더 엔진인 내연 기관의 개별 실린더에서는 압축 단계와 폭발 단계가 주기적으로 반복된다. 내연 기관의 개별 실린더의 압축 또는 폭발 단계의 종료점은 실질적으로 하사점(UT)과 상사점(OT)의 위치에 의해 결정된다. 스타터에 전류를 공급하는 에너지 저장기의 배터리 전류는 시동 작동시 스타터의 부하에 따라, 개별 실린더의 압축 또는 폭발 단계에서 초래된 파형을 가지며, 상기 파형으로부터 각각의 OT, UT의 위치가 결정될 수 있다. 스타터가 크랭크축 회전수를 제어하면, 개별 OT 또는 UT는 검출된 배터리 전압 파형의 최대치 또는 최소치에 할당될 수 있다. 최대치와 최소치가 각각의 OT 및 UT에 확실히 할당되면 내연 기관의 해당 실린더의 분사 및 점화는 모터가 제어됨으로써, 모터 제어 전자 부품에 고정 입력된 분사 및 점화 순서에 따라 실시될 수 있다.

배터리 전압 파형의 최대치 또는 최소치로부터 검출된 OT 또는 UT의 위치는 상관 관계 표, 또는 회전 속도/부하 상태를 나타내는 특성 필드에 의해 저장될 수 있고 다음의 목적을 위해 보존될 수 있다.

본 발명은 도면을 이용하여 하기에서 더 자세히 설명된다.

도 1은 시동 동안 및 그 후 모터가 시동된 동안의 배터리 전압과 모터 회전 속도의 파형을 도시한다.

도 1에 따른 다이아그램에서는 시동 단계(1) 동안과 내연 기관이 시동된 후의 차량 배터리 전압의 파형(3)이 도시된다. 스타터가 크랭크축의 완전하지 않은 회전에 걸쳐서 내연 기관을 회전시키는 시동 단계(1)는, 전압원 즉, 차량 배터리에 의해 제공된 제 1 전압 레벨(9)로 이루어진다. 제 1 전압 레벨(9)은 외부 온도,차량 배터리의 내부 저항과 충전 상태에 따라, 내연 기관이 시동된 후 내연 기관의 제너레이터를 통해서 발생되고 유지되는 전압 레벨보다 현저히 낮을 수 있다. 점차로 한계치에 근사해지는 시동 단계 후의 전압 파형(3)으로부터, 내연 기관의 제너레이터로부터 공급되는 제 2 전압 레벨(10)이 나타나며, 상기 제 2 전압 레벨은 12 볼트의 보드 공급 전압(12)에 상응해야 한다. 제 2 전압 레벨은 충전 상태, 외부 온도 또는 내부 저항과는 무관하며, 이는 제 2 전압 레벨이 내연 기관의 제너레이터에 의해 공급되고 상기 제너레이터를 통해서 유지되기 때문이다.

도 1의 실시예에 따라, 배터리 전압 파형(3)과 내연 기관의 속도 파형은 시간축(2)에 대해 대략 4,5 s의 시간 범위에 걸쳐 연장되어 도시된다. 시동 단계(1) 동안의 전압 파형(3)에는, 전압(3)이 최소치(4.1 내지 4.n)와 최대치(5.1 내지 5.n) 사이에서 정현파형으로 순환되는 것이 도시된다. 각각의 최대치(5.1, 5.2, 5.3....5.n)는 하사점 UT(13)과 일치하며, 이는 스타터에 대한 부하가 상기 하사점에서 가장 작기 때문이다.

도시된 최대치(5.1, 5.2, 5.3....5.n)는 시동시키고자 하는 내연 기관의 4 실린더 또는 그 이상의 실린더의 각각의 상사점 OT(12)을 특징짓는다. 내연 기관의 실린더의 각각의 상사점(12)에 이르기 바로 전에, 스타터에는 최대 부하가 작용하는데, 이는 연소실의 모든 밸브가 폐쇄되어 연소실 내에 압력이 높아지며, 압축 단계가 종료되어 연료가 분사되고 오토 엔진의 경우 그 후에 연료/공기 혼합물이 점화될 수 있기 때문이다. 분사와 점화는 배터리 전압의 부가의 부하를 나타내나, 이것은 본 발명의 경우 중요치 않다. 배터리 전압의 파형(3)은 개별 최대치(5.1,5.2, 5.3....5.n)와 최소치(4.1, 4.2....4.n) 사이에, 각 실린더에서 압축과 폭발에 상응되게 증가 또는 감소하는 측면(7, 8)을 포함하며 상기 파형에는 크랭크축을 위치시키기 위한 신호가 이미 얻어질 수 있다.

개별 최대치(5.1....5.n) 또는 최소치(4.1....4.n)를, 시동시키고자 하는 내연 기관의 개별 실린더 사이에 할당하기 위해, 시동 단계 동안 스타터는 충분히 긴 시간 동안 작동되어야 한다. 제 1 연소시에 상기 할당이 이루어져야 하는데, 이는 대략 40°의 크랭크축 각 범위에서 에러시 반드시 방지되어야 하는 내연 기관의 역회전 또는 흡입관 잡음이 발생될 수 있기 때문이다.

도 2a 및 도 2b 에 따른 도면에서는 시동 단계(1) 동안 및 작동, 예를 들어 공회전(10) 동안의 6 실린더 내연 기관의 펄스 신호가 도시된다.

상기 시동 단계(1)와 내연 기관의 제 1 회전 단계에 걸쳐 연장되는 시간축(2)은 도 1에 따른 시간축(2)과 유사하게 대략 4,5 s의 시간을 커버한다. 6 실린더 내연 기관의 시동 단계(1) 동안 개별 실린더(1-6)에서는 제 1 펄스 지속 시간(16)동안 펄스가 나타나는 반면, 도 2a 및 도 2b 에 따라 시동된 내연 기관의 펄스(17)는 실질적으로 더 짧게 측정된다.

배터리 전압의 파형(3)으로부터 얻어진 상사점(12), 하사점(13)과 최소치(4.1....4.n) 또는 최대치(5.1....5.n)와의 상관성은 내연 기관의 시동 동안 일어나고, 예를 들어 회전 속도/부하 특성 필드는 기록될 수 있으며 다음의 목적을 위해 다시 사용될 수 있거나 메모리, 예컨대 내연 기관용 전자 제어 부품의 링버퍼 내에 표 형태로 저장될 수 있다.

Claims (8)

1. 스타터와 회전 속도 센서가 장착되며, 상기 회전 속도 센서는 회전 속도에 따라 출력 신호를 전송하고, 또한 배터리 전압을 측정하기 위한 장치가 제공되며 상기 장치는 시동 단계(1) 동안 및 시동 단계(1) 후의 배터리 전압(3)의 파형을 픽업하는 내연 기관 시동 방법에 있어서,

   내연 기관의 시동 단계(1) 동안, 크랭크 축 위치는 스타터 작동시에 배터리 전압(3)의 파형으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 전압 파형(3)의 최대치(5.1 내지 5.n)와 최소치(4.1 내지 4.n)는 스타터 작동(1) 동안 검출되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 전압의 파형(3)으로부터, 내연 기관의 실린더의 상사점(12) 및 하사점(13)의 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 내연 기관의 시동 단계(1) 동안 내연 기관의 스타터는, 상기 최대치(5.1 내지 5.n)와 최소치(4.1 내지 4.n)가 내연 기관의 실린더의 상사점(12) 또는 하사점(13)에 할당될 수 있을 때까지 작동되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 스타터 작동 시에 상기 배터리 전압 파형(3)은 외부 온도에 따르는 제 1 전압 레벨(9)로 나타나는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관의 실린더의 상사점 OT(12) 또는 하사점 UT(13)과 내연 기관의 배터리 전압의 파형(3)의 최대치(5.1 내지 5.n) 또는 최소치(4.1 내지 4.n)와의 상관성은 속도/부하 특성 필드에 기록되고 저장되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관의 실린더의 OT(12)와 UT(13)의 위치가 배터리 전압의 파형(3)의 검출된 최대치(5.1 내지 5.n)와 최소치(4.1 내지 4.n)에 할당된 후, 제 1 분사와 점화(11)가 실시되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 전압의 파형은 속도 센서 또는 크랭크축 센서 및/또는 위상 센서 또는 캠축 센서를 진단 또는 모니터링하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 시동 방법.