KR20020072558A

KR20020072558A - 센서의 기능 불량을 검출하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20020072558A
Application number: KR1020027007991A
Authority: KR
Inventors: 하르츠마틴; 슈트로만만프레드; 슈트라우프데트레프; 함멜크리스토프; 비스터위르겐; 슐츠우도
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-09-16
Also published as: US6928854B2; WO2001046579A3; EP1242739A2; DE10063439A1; US20030055578A1; EP1242739B1; DE50013575D1; WO2001046579A2; JP2003518224A

Abstract

본 발명은 측정변수를 검출하는 센서의 측정변수가 허용 영역 내에 존재하는 점에 한해서 센서의 출력신호에 대한 신호 범위 검사가 실행되는 기능 불량을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 측정변수가 허용 영역 외에 존재하면 신호 범위 검사는 실행되지 않지만, 상기 출력 신호는 측정변수의 측정 및 추가의 산출을 위해 이용된다. 상기 센서는 예컨대 모터 내 고온 박막 공기 질량 센서(HFM)이다. 이 때 측정변수는 흡입된 공기 질량이며 상기 신호 범위 검사는 오직 모터 작동 상태 및 그로 인한 흡입된 공기 질량이 사전 설정 가능한 조건들을 충족시키는 때에만 실행된다. 신호 범위 검사에 추가적으로 센서의 오프셋 드리프트 및/또는 민감도 드리프트에 관계하는 사전 설정 가능한 개연성 기준을 고려한 온보드 다이아그노시스도 실행된다.

Description

센서의 기능 불량을 검출하기 위한 방법{METHOD FOR DETECTING MALFUNCTIONING IN A SENSOR}

내연 기관을 제어하기 위한 실제적인 측정 변수, 예컨대 내연 기관에 의해 흡입되는 공기를 측정하는 센서들은 그 기능 불량이 확실하게 검출될 수 있도록 그 기능성이 모니터링 되는 것은 공지되어 있다. 기능 불량을 검출하는 가능성으로는 예컨대 신호 범위 검사(signal range check)를 실행하는 것이다. 이러한 신호 범위 검사 또는 신호 변수 분석 시에 센서의 출력 신호는 개연성이 있는 영역 내에 위치하는지의 여부에 대해 모니터링 된다. 신호 범위 검사는 예컨대 센서의 출력 신호가 상한 및 하한 사이에 있는지의 여부에 대해 모니터링 되는 방법으로 실행된다. 만약 상한을 초과하거나 또는 하한에 미치지 못한다면, 기능 불량이 검출되어 표시된다.

내연 기관에 있어서 공기 질량 센서에 대한 신호 범위 검사를 이용한 센서 모니터링은 예컨대 유럽 특허 제0 778 406호에 공지되어 있다. 공지된 상기의 에러 검출 방법에 있어서 고정된 한계를 갖는 신호 범위 검사가 실행될 뿐 아니라,스로틀 밸브의 개구 각도에 따르는 공기 질량 센서의 출력 신호에 대한 허용 영역이 결정된다. 스로틀 밸브 각도가 증가함에 따라 개연성이 있는 것으로 인정되는 공기 질량 센서의 출력 전압도 커진다. 출력 신호가 개연성이 있는 영역을 벗어나면 에러가 검출되며, 출력 신호는 다른 신호 평가에서 더 이상 고려되지 않는다.

본 발명은 주 청구 범위의 유형에 따르는 센서의 기능 불량을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예들은 도면에 도시되며, 이하 보다 상세하게 설명된다.

도1은 예컨대 엔진 제어 장치에서 실행되며 신호 범위 검사 및 상이한 개연성 조사를 가능케 하는 공기 질량 센서의 출력 신호를 모니터링 하기 위한 방법의실행을 위한 실시의 개략적 블록 선도이다.

도2는 오류 검출에 대한 상이한 조건들을 재현하는 논리 연산의 배치도이다.

도3은 엔진 제어에 대해 신호 범위 검사가 실행될 수 있는 측정 변수의 영역과 그렇지 못한 영역을 도시하고 있으며, 내연 기관의 속도에 종속되는 영역들 간의 한계 영역을 도시하는 그래프이다.

센서의 기능 불량을 검출하기 위한 본 발명에 따른 방법은 공지된 방법에 반하여, 기능 불량의 검출이 보다 신뢰있는 방식으로 수행되며 추가적으로 바람직한 신호 평가가 가능하다는 장점을 갖는다. 이러한 장점들은 센서의 기능 불량의 검출이 센서의 출력 신호 또는 출력 전압에 대한 신호 범위 검사를 이용하여, 관련 측정 변수가 사전 설정 가능한 영역 내에 있는 경우에만 이루어지지만, 비록 측정 변수가 사전 설정 가능한 영역 내에 있지 않더라도 센서의 출력 신호는 측정 변수를 산출하는데 고려된다. 상기의 측정 변수가 사전 설정 가능한 영역 내에 있고 센서의 출력 신호에 대한 신호 범위 검사 결과 센서의 출력 신호가 소정의 개연성 조건(plausibility condition)을 충족시키지 못하면 기능 불량이 검출되며, 센서의 출력 신호는 추가 처리되지 않거나 또는 추가의 검사 후에 비로소 추가 처리되거나 측정 변수의 결정을 위해 이용된다.

본 발명의 또 다른 장점은 종속항에 제시된 방법에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 센서의 기능 불량을 검출하기 위한 방법은 특히 바람직하게는 특정 측정 변수를 결정하기 위해, 그리고 모터 작동에 대한 제어 신호를 산출하기 위해, 모터 제어 장치의 상이한 센서들의 출력 신호가 추가로 처리되는 모터 제어 시스템과 결부되어 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 양호하게는 예컨대 공기 질량 센서, 예컨대 고온 박막 공기 질량 센서(hot film air mass sensor)의 출력 신호의 평가와 결부되어 실행되며 상기 센서는 엔진에 의해 흡입되는 공기 질량을 검출하며 그 출력 신호를 제어 장치가 이용할 수 있도록 한다. 신호 범위 검사를 이용하는 공기 질량 센서의 출력 신호의 검사는 바람직하게는 사전 설정 가능한, 엔진의 부분 작동 영역 내에서만 실행되며, 상기 모터의 작동 영역 외에서는 공기 질량 센서의 출력 신호가 계속해서 평가된다. 상기 신호는 대부분 정확하기 때문에, 상기의 경우 치환값으로 전환시키는 시스템들에 반하여 배기가스 방출량의 확실한 감소가 달성될 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 방법은 센서의 기능 불량을 검출하기 위해 또 다른 시스템에서도 사용될 수 있으며, 자동차 사용에만 국한되지 않는다.

다른 바람직한 구성에서 본 발명에 따른 방법은 엔진 제어 장치 또는 내연 기관의 제어 장치에서 실행되며, 적어도 사용되는 센서 또는 사용되는 센서들의 민감도의 오프셋 드리프트(offset drift) 및 드리프트의 개연성 조사를 포함하며, 엔진 정지 시에 보다 바람직하게 실행되는 온보드 다이아그노시스(Onboard Diagnosis,OSB)에 의해 보충된다.

도1에는 내연 기관에 의해 흡입되는 공기 질량 흐름을 측정 변수로서 검출하는 고온 박막 공기 질량 센서로부터 개시되는 본 발명의 실시예가 도시되어 있다. 내연 기관은, 도면에는 도시되어 있지 않지만 본 발명에 따라 필요한 모든 부품들을 포함하고 있다.

고온 박막 공기 질량 센서는 아날로그 출력 전압을 송출하며, 상기 전압의 레벨은 내연 기관 또는 엔진의 흡기관 내에서 관류하는 공기 질량에 따르며 측정값(MW)으로 표시된다. (도면에 도시되지 않은) 센서 요소는 평가 회로와 더불어 내연 기관의 흡입관 내에 장착된다. 공기 흐름을 검출하기 위해 센서 요소에는 중앙에 배치되는 발열 저항체에 의해 센서 다이아프램(sensor diaphragm)이 가열된다. 상기 다이아프램의 온도 분포는 발열 저항체에 대칭으로 장착되어 있는 두개의 온도 저항체들에 의해 검출된다. 센서에 걸쳐 관류하는 공기 흐름은 다이아프램의 온도 분포를 변경시키며, 이는 흐름 방향 상부에 위치하는 온도 저항체와 흐름 방향 하부에 위치하는 온도 저항체 사이의 저항 차이를 야기한다. 저항 차이는 방향 및 양에 종속되어 상기 공기 질량 센서가 공기 질량 흐름의 양과 방향을 동시에 기록할 수 있게 된다. 마이크로 기계식 센서 요소의 극미한 치수에 근거하여 극미한 응답 시간이 획득된다. 즉, 상기 센서는 이른바 비율 계량형 센서(ratio-metric sensor)이다.

공기 질량 센서의 출력 신호는 마이크로 프로세서(MP) 내에서 추가로 처리된다. 상기 마이크로 프로세서는 내연 기관의 제어 장치의 통상적인 구성부품이다. 그러나 상기 마이크로 프로세서는 본 발명의 변형예에서 센서에 직접 속할 수도 있다. 마이크로 프로세서에는 이하 기술되는 바와 같이 상이한 개연성 조사 내지 에러 검출이 실행된다. 더욱이 내연 기관의 제어 장치 또는 상기 마이크로 프로세서는 필요한 정보들에 접근한다. 상기 제어 장치에는 내연 기관의 작동에 필요한 모든 변수들 내지 정보들이 공급되며, 상기 변수들 내지 정보들은 예컨대 센서들을 이용하여 획득된다. 상기 변수 내지 정보에 속하는 것으로는 본 발명에 따르는 방법의 실행을 위해 필요한, 이하의 상세한 설명에서 언급되는 변수들이 있다.

본 발명에 따라 공기 질량 신호는 도1에 도시된 블록 선도에 따라 제어 장치에서 유효성에 대해 검사된다. 공기 질량 센서는 흡기 맥동(pulsation)하는 공기 질량 흐름을 검출할 수 있으며, 고정된 전압의 하한 내지 상한은 이용하지 않는다. 이로써 공기 질량 센서는 공급 전압에까지 이르는 출력 신호를 공급할 수 있다. 또한 흡기 맥동에 의해서도 공기 질량 흐름의 검출 시에 에러가 발생하지 않도록 하기 위해, 평균화된 공기 질량 흐름 또한 자신의 유효성에 대해 검사되어야 한다. 공기 질량 센서의 출력 신호의 평가가 문제가 되는 내연 기관의 작동 영역은 신호 범위 검사를 실행할 때 제외된다.

도1에는 마이크로 프로세서(MP)에서 몇몇 부품의 기능성을 검사하기 위해 실행되는 상이한 에러 검출 내지 에러 경로 및 개연성 조사가 도시되어 있다. 공기 계통의 에러 경로는 10으로, 센서에 대한 기준 전압의 개연성이 있는 값이 검사되는 신호 범위 검사 기준 전압 에러 경로는 11로 식별 표시된다. 12는 공기 질량 흐름에 대한 측정값(MW)이 입력 변수로서 공급되는 공기 질량 센서의 출력 신호에 대한 신호 범위 검사를 나타낸다. 신호 범위 검사(12)에 대한 블록의 출력부에는 공기 질량 센서(SRC)에 대한 신호 범위 검사의 결과가 인가되어 있다.

그러나 센서에 의해 공급되는 공기 질량 흐름에 대한 측정값의 신호 범위 검사는 단지 사전에 기준 전압 공급 장치에서 에러가 검출되지 않은 경우에만 실행된다. 기준 전압 공급 장치의 에러를 검출하기 위한 신호 범위 검사 에러 경로(11)에서는 케이블 절단, 접지에 대한 단락 및 공급 전압에 대한 단락과 같은 에러들이 검출될 수 있다. 추가적으로 기준 전압이 배터리 전압에 따른 단락을 갖는 경우도 검출된다. 또한, 기준 전압에 대한 표준 신호 범위 검사가 실행된다. 이는 드라이버 모듈(driver module) 자체를 통해서 또는 이 드라이버 모듈의 출력 전압을 별도로 검출함으로써 이루어진다. 에러가 검출되는 점에 한해서 이러한 점은 11과 12간의 연결부를 통해 블록(12)에 전달되며, 센서 출력 신호에 대한 실제적인 신호 범위 검사는 중지된다.

또한 도1에는 공기 질량 센서의 출력 신호 또는 공기 질량 흐름에 대한 측정값(MW)이 모터의 회전 속도에 의해 분리되는 블록(13)이 도시되어 있다. 이 때 발생하는 결과는 실제적인 공기 질량(LM)을 나타낸다. 회전 속도에 의한 분리를 실행하기 위해 통상적으로 항상 제어 장치에 존재하는 회전 속도(n)가 상기 블록(13)에 공급된다. 블록(14) 내에는 공기 질량(LM)이 규격화되며, 상기 규격화는 과급압(boost pressure) 검출 시에 실행된다. 상기 블록(14)에는 한편에서는 과급압(LD)이 그리고 다른 한편에서는 공기 온도(LT)가 공급되며, 이러한 변수들은 해당 센서들에 의해 측정된다.

규격화된 공기 질량 신호(LMN)에 대한 개연성 조사는 블록(15)에서 실행된다. 상기 블록(15)에는 규격화된 공기 질량(LMN) 및 회전 속도(n)가 공급된다. 추가적으로 공기 계통(10)의 에러 경로의 결과, 신호 범위 검사 기준 전압의 에러 경로(11)의 결과 및 블록(12) 내 신호 범위 검사의 결과가 상기 블록(15)에 공급된다. 상기 변수들을 평가함으로써 개연성 조사를 통해 공기 질량 센서에 대한 온보드 다이아그노시스가 실현된다. 그 결과는 신호(OBDLMM)로서 이용된다.

몇몇 조사의 결과에 따라, 제어 장치 내에서 추가의 산출을 위해 유효한 공기 질량으로서 전환부(16)를 이용하여 선택된 값이 이용된다. 3개의 개별 전환 수단(a, b, c)을 포함하는 상기의 전환부를 이용하여 센서의 출력 신호로부터 산출된 공기 질량(LM)이 또는 공기 질량(VLLM)에 대한 사전 설정값이 추가의 평가를 위해 이용될 수 있다. 공기 질량에 대한 사전 설정값 또는 산출된 값(VL)이 실제 공기 질량으로서 전달되는지의 여부는 몇몇 에러의 결과 또는 개연성 조사의 결과 또는 신호 범위 검사의 결과에 따르며, 상기 결과들에 따라서 전환 수단(a, b 또는 c)의 전환이 실행된다. 에러 경로(11) 내의 에러는 전환 수단(a)을 통해 바로 사전 설정값(VLLM)으로 전환된다. 신호 범위 검사(12)에서의 에러는 전환 수단(b)을 통해사전 설정값으로 전환되며, 블록(15) 내에서 검출된 비개연성은 전환 수단(c)을 통한 사전 설정값(VLLM)으로의 전환을 야기한다. 사전 설정값(VLLM)은 예컨대 제어 장치에 의해 다양한 측정변수들로부터 평가된 값을 의미한다.

신호 범위 검사(12)는 모터의 사전 설정 가능한 작동 상태가 지정된 경우에만 실행되기 때문에, 전환 장치(b)를 통한 사전 설정값(VLLM)으로의 전환은, 신호 범위 검사가 실행되지 않으면 불가능하다. 즉, 본원에서 신호 범위 검사가 이루어지지 않으면 측정된 공기 질량(LM)이 추가의 처리를 위해 전송된다. 몇몇 신호 범위 검사의 실행 시에 임의의 시간 조건들 또한 고려될 수 있다. 그런 다음 상세하게는 신호 범위 검사들이 다음의 방법에 따라 실행된다.

1. 하한 신호 범위 검사(Signal-Range-Check low)

회전 속도가 신호 범위 검사에 대한 허용 영역 내에 존재할 때, 즉, 회전 속도가 최소값(nSRCmin)과 최대값(nSRCmax) 사이에 존재하며 동시에 공기 질량(LM)이 신호 범위 검사가 여전히 실행되어야 하는 상태의 공기 질량에 대한 최소값(LMSRCmin)보다 작다는 점이 적용될 때에 에러가 존재한다. 에러가 존재하면 센서 신호는 계속해서 자신의 유효성에 대해 검사되며 측정값이 계속 전송된다. 만약 센서가 한계값보다 더 오랜 사전 설정 가능한 시간 동안 결함이 있는 상태로 유지되면, 센서는 궁극적으로 결함이 있는 것으로서 저장되며 치환 함수(replacement function)가 활성화된다. 그런 다음 센서 신호는 계속해서 자신의 유효성에 대해 분석된다.

만약 회전 속도가 신호 범위 검사를 위해 허용된 영역 내에 존재하면, 즉nSRCmin ≤ n ≤ nSRCmax라는 점이 적용되고 한계값보다 더 오랜 시간, 즉 t > tHFMSRCOK인 시간 동안, 공기 질량이 유효한 신호 범위 검사 시에 허용되는 것으로서 분류되는 최소의 공기 질량보다 큰 점, 즉 LM > LMSRCmin인 점이 적용된다면, 그리고 공기 질량 센서에서 또 다른 신호 범위 검사 에러가 발생하지 않은 상태라면, 센서는 결함이 해결된 것으로서 또는 결함이 없는 것으로서 간주된다. 치환함수들은, 센서가 결함이 해결된 것으로서 검출되면 다시 취소된다.

2. 상한 신호 범위 검사(Signal-Range-Check high)

최소의 시간(TSRCakt) 동안 실제의 회전 속도에서 목표량과 공회로 제어 장치에 의해 산출된 양의 합으로서 정의된 분사량(MES)이 회전 속도에 따르는 한계 이하에 위치면 신호 범위 검사 상한 검사는 활성화된다. 이러한 방법은 신호 범위 검사가 제한된 회전 속도 및 제한된 과급압을 갖는 작동점에 제한되도록 한다.

신호 범위 검사가 활성화된 경우에 공기 질량이 허용된 신호 범위 검사 시 최대값보다 큰 점이, 즉 LM > LMSRCmax인 점이 적용되면 에러가 존재하는 것이다. 그런 경우 센서 신호는 계속해서 자신의 유효성에 대해 제어되며 그럼에도 불구하고 측정값은 계속 전송되는데, 즉 측정값은 추가의 산출을 위해 이용된다. 대체되는 방법에 있어서는 최종적으로 유효한 값이 유지되면서 계속 전송된다. 신호 범위 검사 활성화 시에 센서가 사전 설정 가능한 시간(t > tHFM) 동안 결함이 있는 상태로 유지된다면, 상기 센서는 궁극적으로 결함이 있는 것으로서 저장되며, 치환 함수가 활성화된다. 센서 신호는 계속해서 자신의 유효성에 대해 분석된다. 신호 범위 검사 활성화 시에 추가의 시간(t > tHFMOK) 동안 공기 질량이 허용되는 신호범위 검사시 최대값보다 작다는 점, 즉 LM < LMSRCmax인 점이 적용되면, 그리고 계속해서 공기 질량 센서에서 또 다른 신호 범위 검사 에러가 검출되지 않았다면, 센서는 결함 해결된 것으로서 또는 결함이 없는 것으로서 간주된다. 센서가 결함이 해결된 것으로서 검출되면 치환 함수들은 다시 취소된다. 신호 범위 검사 비활성화 시에 에러는 또한 제어 장치에 계속 전송되지 않는다. 존재하는 에러들은 신호 범위 검사 비활성화 시에 해결되지 않을 수 있다.

도2에는 본 발명의 추가의 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예의 경우, 신호 범위 검사 시에 센서 출력 전압(ULMM)은 자신이 허용 영역 내에 존재하는지의 여부에 대해 검사된다. 더욱이 센서 전압(ULMM)은 비교기(17)에서 공기 질량에 대한 최대값(LMMMAX)과 비교되며 비교기(18)에서는 센서 출력 전압이 공기 질량의 최소값(LMMMIN)과 비교된다. 상기 두 비교기들(17, 18)은 4개의 논리곱 회로(19, 20, 21, 22)와 연결되어 있으며, 상기 논리곱 회로들에는 일반적으로 에러 검출이 신호 범위 검사를 이용하여 실행되어야 하는지의 여부에 대한 조건이 추가적으로 공급된다.

에러 검출이 신호 범위 검사를 이용하여 이루어져야 한다는 조건은 3개의 비교기들(25, 26, 27) 및 논리곱 회로(28)를 이용하여 형성된다. 회전 속도 영역(window) 밖에서 그리고 정량 임계값의 상부에서는 신호 범위 검사가 차단되어야 한다는 점을 근거로 하는데, 이는 잘못된 에러 검출이 개시될 수도 있기 때문이다. 신호 범위 검사를 위한 상기 영역을 결정하기 위해 비교기들에서는 제1 회전 속도값(N1)이 회전 속도 평균값(NMIT)과 비교된다. 제2 비교에서는 회전속도값(N2)이 상기 평균값(NMIT)과 비교되며, 제3 비교에서는 소정의 연료량(GKM)과 공회전 제어 장치에 의해 산출된 연료량(BKM)의 합이 회전 속도에 따르는 값의 이하에 위치하는지 여부에 대해 검사된다.

다음의 모든 조건들, 즉,

N1 ≤ NMIT ≤ N2 & GKM + BKM ≤ ME

조건들이 충족되는 경우에만 에러 검출(SRC)이 허용된다. 그런 다음 논리곱 회로(28)의 출력부에 위치하게 되는 신호는 논리곱 회로들(19 내지 22)에 공급되며, 인버터(29)의 출력부에는 에러 검출(SRC) 정지 신호가 송출된다.

SRC에서는 단순화된 방식으로 다음의 검사들이 실행된다.

센서 전압이 공기 질량의 최대값보다 높고, 신호 범위 검사가 실행되어야 신호는 올바른 것으로 검출된다(상한 SRC 양호). 상기 두 조건이 충족되지 않으면 (상한 SRC 결함 있음)으로 검출된다. 따라서, 이는 공기 질량의 최소값에도 적용되며, 최소값에 적용된다면 (하한 SRC 양호) 또는 (하한 SRC 결함 있음)으로 검출된다.

신호 범위 검사의 실행 여부와 무관하게 센서 출력 전압(ULMM)은 계속 전송되는데, 이는 다시 말하면 비록 신호 범위 검사를 허용하는 지정된 조건들이 충족되지 않은 점에 한해서 신호 범위 검사에서 에러가 검출되었다고 하더라도, 센서 전압(ULMM)으로부터 공기 질량(LMM)이 산출된다. 그 다음 공기 질량(LMM)은 또한 제한없이 센서 전압(ULMM)으로부터 산출되며, 이는 신호 범위 검사의 모니터링 영역 내에서 그리고 외에서 적용된다. 신호 범위 검사를 허용하는 모터의 작동 영역내에 에러가 검출되면 (임시로 또는 최종적으로), 공기 질량을 산출하기 위해 유효한 것으로서 저장된 센서 전압의 최종 값(ULMMA)이 이용된다. 상기 값(ULMMA)은 메모리(23) 내에 존재하며 동시에 상기 메모리(23) 내에는 각각 가장 실질적인 센서 출력 전압이 기록된다. 상기 값(ULMMA)은 항상 공기 질량 센서(LMM)-특성 곡선의 고려하에 센서 전압(ULMM)으로부터 형성된다. 저장된 치환값(replacement value) 내지 사전 설정값으로의 전환은 블록(30)에서 에러가 검출되면 전환되는 전환 장치(24)를 통해 이루어진다.

도2에 도시된 본 발명에 따른 신호 범위 검사를 실행하기 위한 배치도를 이용하여 소정의 검사가 실행되며, 도2에 따르는 배치도가 하드웨어로서 실현되는지 또는 제어장치의 마이크로 프로세서의 방법으로서 실행되는지 여부는 그리 중요하지 않다.

도3에서 상한 신호 범위 검사를 허용하거나 그렇지 않는 조건들이 검출될 수 있다. 도3에는 회전 속도에 걸쳐 있는 분사량에 대한 한계가 상세하게 도시되어 있다. 상부 영역에서는 상한 신호 범위 검사의 검사는 비활성화되며, 상태 변경은 허용되지 않는다. 도3의 하부 영역에서는 상한 신호 범위 검사의 검사가 활성화되며 상태 변경이 허용된다. 두 영역에서 실행된 SRC가 에러를 검출하지 않는 점에 한해서 측정값이 처리된다.

하한 신호 범위 검사를 허용하는 조건들은 도3에 도시되어 있지 않다. 하한 SRC는 최소 회전속도의 상부에서 비로소 허용되며, 경우에 따라 차량 내에 구축된 (차단)-스로틀 밸브가 폐쇄되어 있지 않은 경우에만 허용된다.

도1에 따르는 실시예의 블록(15)에서 실행되며, 정상 작동 동안 내연 기관의 제어 장치에서 온보드 다이아그노시스(OBD)로서 실행되는 개연성 조사는 이하에서 보다 상세하게 설명된다. 개연성 검사에 대해 오프셋 드리프트 및 민감도 드리프트에 대한 검사 가능성이 제공되어야 한다. 개연성 검사는 오직 센서에 대한 그리고 센서 신호 자체에 대한 기준 전압의 신호 범위 검사 에러가 존재하지 않을 때에만 활성화된다. 마찬가지로 개연성 손상은 오직 센서에 대한 그리고 센서 신호에 대한 기준 전압의 신호 범위 검사 에러가 존재하지 않을 경우에만 해결된다. 개연성 검사는 다음에서 두가지로 보다 상세하게 설명되는 다양한 검사들을 포함한다.

오프셋 드리프트의 개연성 검사

예컨대 고온 박막 공기 질량 센서에 대해 실행되는 상기의 개연성 검사의 경우, 하한 오프셋 드리프트와 상한 오프셋 드리프트로 구분된다. 상한 오프셋 드리프트의 개연성 검사의 경우에서 센서의 출력 전압이 회전 속도가 영(0)인 경우, 즉 오프셋 전압이 가능한 최대값을 나타내는 사전 설정 가능한 제1 임계값보다 클 때에 에러가 검출된다. 하한 오프셋 드리프트의 개연성 검사의 경우에는 센서의 출력 전압이 회전 속도가 영(0)인 경우 개연성이 있는 최소값을 나타내는 사전 설정 가능한 제2 임계값보다 작을 때 에러가 검출된다. 오프셋 드리프트의 개연성 검사는 내연 기관의 작동 개시 시에 "점화 연결" 신호가 존재하는 즉시 검출되거나 또는 시동 단계 동안 또는 제어 장치가 추적(tracking)하는 동안, 즉, 회전 속도가 영(0)일 때에 실행된다. 공기가 관류하지 않기 때문에, 센서는 출력 전압으로서 오프셋 전압만을 송출한다. 상기 센서의 출력전압은 사전 설정 가능한 스캐닝 래스터(scanning raster) 내에서 지정된 전압 영역에 대해 검사된다. 예를 들어 20ms-래스터 내에서 회전 속도(n = 0)에서 다음의 조건이 충족되어 있는지의 여부가 검사된다. 즉,

UOBD,min < +Ua < UOBD,max.

센서의 출력 전압(Ua)이 회전 속도가 영(0)인 경우 최소값(UOBD,min)과 최대값(UOBD,max)에 의해 제한되는 사전 설정된 전압 영역을 벗어나면 공기 질량 검출의 개연성은 손상된 것이다. 그러나 센서 신호가 계속해서 개연성에 대해 검사되며 각각 획득되는 측정값이 계속 전송되며, 센서는 임시적으로 결함이 있는 것으로서 추론된다. 센서가 사전 설정 가능한 시간(t > tOBDDEF) 동안 결함이 있는 상태로 유지되면, 개연성 손상이 최종적인 것으로서 검출되어 저장되며, 통상적으로 존재하는 치환 함수들이 활성화된다. 그러나, 센서 신호 자체는 계속해서 자신의 유효성에 대해 분석되는데, 이는 경우에 따라 발생하는 에러 해결이 검출될 수 있도록 하기 위한 것이다. 만약 추가의 사전 설정 가능한 시간(t > tOBDOK)동안 다음의 두 조건들이 충족되어 있다면, 상기의 에러 해결이 검출되거나 또는 검사될 개연성이 결함 해결된 것으로서 간주된다.

회전 속도 n = 0인 경우, UOBD, min < +Ua < UOBD, max,

회전 속도 n > 0인 경우, 개연성 손상 없음.

개연성이 결함 해결된 것으로서 검출되었다면, 치환 함수들은 다시금 취소된다.

민감도 드리프트의 개연성 검사

오프셋 드리프트와 더불어 민감도 드리프트 또한 그 개연성에 대해 모니터링 되어야 한다. 공기 질량 센서 내 민감도 드리프트는 오직 배기가스 재순환 밸브가 닫힌 경우에만, 그리고 공기 질량 시스템에 결함이 없는 것으로서 검출된 경우에만 개연성에 대해 검사된다. 배기 가스 재순환 밸브가 닫혀 있다는 점은 제어 장치 내에 경우에 따라 존재하는 정보이다. 차징 쿨러(LLK)(charging coolor) 후방에 과급압 감지기(LDF) 및 온도 감지기(TF)를 구비한 시스템에 있어서 공기 질량 센서의 신호는 일반적인 기체 법칙을 통해 산출된 치환값과 비교될 수 있다. 다음의 상관 관계가 적용된다.

ML · TL/pL = 상수,

상기 식에서 ML은 공기 질량이며, TL은 차징 쿨러 후방에서 온도 센서를 이용하여 측정된 흡입 공기의 온도이며, pL은 압력 센서를 이용하여 측정된 과급압이다. 이로써 온도(TL)와 과급압(pL)에서 지정된 공기 질량은 표준 상태(TL0, pL0)로 규격화될 수 있다. 그 다음 상기의 규격화된 값은 개연성이 있는 상한값과 하한값을 고려한 영역 함수(window function)를 이용하여 모니터링 된다.

다음의 상관관계가 적용된다.

ML0 = ML(TL, pL) · TL · pL0/pL · TL0(1)

단 nOBD, min ≤ n ≤ nOBD, max이며,

그리고 ME, OBD, min < ME, Sum < ME, OBD, max이다.

공기 질량 검출의 개연성은 만약 측정되어 규격화된 공기 질량이 사전 설정된 영역을 벗어난다면 손상된 것이다. 그 다음 센서 신호는 계속해서 개연성에 관하여 검사되며, 측정값은 항상 계속 전송된다. 센서가 사전 설정 가능한 시간(t > tHFM) 동안 결함이 있는 상태로 유지되면, 개연성 손상은 결정된 것으로서 저장되며, 치환 함수들이 활성화된다. 센서 신호는 계속해서 자신의 유효성에 대해 분석되며, 만약 시간(t > tHFMOK) 동안 그리고 nOBD, min에 대해 이전의 조건이 충족되어 있다면, 개연성은 결함 해결된 것으로서 간주된다. 그 다음 측정되어 규격화된 공기 질량은 언급한 공기 질량 영역 내에 위치하게 된다. 개연성이 결함 해결된 것으로 검출되었다면, 치환 함수들은 다시 취소된다.

그 대신에 온도 감지기 및/또는 과급압 감지기가 존재하지 않은 시스템에 있어서는 치환값(TL, Ers) 내지 치환값(pL, Ers)이 다루어진다. 이 때 사용되는 치환값은 응용 가능하게 결정된다.

센서의 민감도 드리프트의 개연성 조사에 대한 보충에 있어서 시간당 측정된 공기 질량은 기체 법칙을 통해 산출된 규격화된 공기질량에 비례하여 설정된다. 상기의 비율은 하한 비율 및 상한 비율에 대해 검사되며, 하한에 미치지 못하거나 상한을 초과했을 시에는 "하한 민감도 드리프트" 내지 "상한 민감도 드리프트"의 개연성 에러 메시지가 전달된다.

Claims

출력 신호가 사전 설정 가능한 방식으로 한계값으로부터 벗어나면, 센서의 출력 신호는 평가 장치에서 처리되며, 적어도 하나의 사전 설정 가능한 한계값과 비교하는 신호 범위 검사를 받게 되는 측정 변수를 검출하는 센서의 기능 불량을 검출하기 위한 방법에 있어서,

신호 범위 검사는 단지 사전 설정 가능한 측정 변수의 영역 내에서만 실행되며, 센서의 출력 신호는 측정 변수가 사전 설정 가능한 영역 내에 존재하지 않는 경우에 추가로 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 센서는 공기 질량 센서이며, 측정 변수는 내연 기관으로부터 흡입된 공기 질량이며, 상기 신호 범위 검사 및 측정 변수의 추가 처리는 내연 기관의 제어 장치에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 측정 변수의 사전 설정 가능한 영역은 내연 기관의 속도에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 사전 설정 가능한 영역이 분사량에 따라 그리고/또는 회전 속도 및 분사량의 조합에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 신호 범위 검사는 분사량의 한계가 사전 설정 가능한 값의 이하에 존재할 때에만 실행되며, 상기 값은 회전 속도에 따르며 회전 속도가 증가함에 따라 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상한 신호 범위 검사 뿐만 아니라 하한 신호 범위 검사도 실행되며, 하한 신호 범위 검사 시에 측정 변수가 사전 설정 가능한 최소값보다 작을 때 에러 검출이 이루어지며, 상한 신호 범위 검사 시에 측정 변수가 사전 설정 가능한 최대값보다 클 때에 에러가 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 허용된 영역 내에서 에러가 검출될 때 신호 처리를 위해 사전에 올바른 것으로서 검출된 값이 다루어지며, 상기 값은 추가의 산출을 위해 치환값으로서 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 신호 범위 검사에 추가적으로 개연성 검사가 이루어지나 상기 검사는 오직 상기 신호 범위 검사가 에러를 검출하지 않은 경우에만 실행되며, 상기 추가의 개연성 검사는 오프셋 드리프트의 검사 및/또는 민감도 드리프트의 검사를 포함하며, 상기 검사에서는 대략 영(0)의 회전 속도에 상응하는 내연 기관의 사전 설정 가능한 작동 단계에서 추가의 조건, 특히 전압 조건이 모니터링 되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 오프셋 드리프트의 개연성 검사는 센서의 출력 전압(Ua)이 하한(UOBD, min)보다 높은지 그리고/또는 상한(UOBD, max)보다 낮은지의 여부가 검사되는 방식으로 이루어지며, 상기 조건이 충족되지 않으면 오프셋 드리프트의 에러로 검출 및 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 민감도 드리프트의 개연성 검사는 배기 가스 재순환 밸브가 폐쇄되고 공기 질량 시스템에 결함이 있는 경우에 실행되며, 검출된 공기 질량은 표준 상태로 규격화되어 일반 기체 법칙을 통해 산출된 적어도 하나의 치환값과 비교되며 편차가 사전 설정 가능한 경우에는 너무 큰 민감도 드리프트로 검출되어 그에 상응하는 에러가 표시되며 경우에 따라 치환 조치가 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 민감도 드리프트의 개연성 검사 시에 상한 치환값(MEOBD, max) 및/또는 하한 치환값(MEOBD, min)과의 비교가 이루어지며 편차가 사전 설정 가능한 경우 비개연성이 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 에러 검출 후에 개연성 검사가 사전 설정 가능한 시간 동안 계속되며, 상기 시간이 경과한 후에 비로소 계속해서비개연성이 존재하면 최종적인 결함으로 검출되며 치환 함수가 활성화되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 에러 검출 후에 개연성 검사가 사전 설정 가능한 시간 동안 계속되며, 개연성이 검출되면 에러 해결로 간주되는 것을 특징으로 하는 방법.
상기 항 중 어느 한 항에 따른 기능 불량 검출 방법을 실행하는 장치에 있어서, 마이크로 프로세서를 포함하며 상기 방법을 실행하는데 요구되는 변수들이 공급되는 적어도 하나의 제어 장치를 포함하며, 기능 불량이 검출되면 필요한 조치를 개시하며 치환 함수들을 활성화시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.