KR20090086211A - 배기 가스 프로브 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

배기 가스 프로브 모니터링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로의 점프(SP_J_LR)와 연관되어, 기결정된 린 투 리치 지연(t_R) 후에 배기 가스 프로브의 측정 신호가 린 투 리치 신호값(SV_LR)으로서 탐지되고, 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR)이 린 기준 신호값(L_REF)에 연관된다. 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프(SP_J_RL)와 연관되어, 등가적인 절차가 행해진다. 연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값에 따라서, 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 탐지된다.

Description

배기 가스 프로브 모니터링 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR MONITORING AN EXHAUST GAS PROBE}
본 발명은 내연 기관의 배기 가스관에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.
내연 기관들을 구비하는 자동차에 의한 오염물 배출 허용을 규정하는 법규들이 점점 더 엄격해지면서, 내연 기관의 동작 동안 오염물 배출을 가능한 한 낮게 유지하는 것이 요구된다. 이를 얻을 수 있는 방법들 중 하나는 내연 기관의 각각의 실린더 내 공기/연료 혼합물의 연소 동안 발생하는 오염물 배출을 줄이는 것이다.
다른 하나는 내연 기관들 내 배기 가스 후 처리 시스템을 사용하는 것인데, 배기 가스 후 처리 시스템은 각각의 실린더 내 공기/연료 혼합물의 연소 과정 동안 발생하는 배출된 오염물을 무해한 물질로 변환한다.
이런 목적으로 일산화탄소, 탄화수소 및 아산화질소(nitrous oxide)를 무해한 물질로 변환하는 촉매 컨버터들이 사용된다.
연소 동안 오염물 배출이 생성되는 것에 특정한 영향을 미치기 위하여, 또한 촉매 컨버터를 사용하여 높은 레벨의 효율로 오염 성분을 변환하기 위하여, 각각의 실린더 내에서 매우 정확하게 설정된 공연비(air/fuel ratio)가 필요하다.
배기 가스 촉매 컨버터로부터 상류에(upstream) 배열된 선형 λ 프로브와 배기 가스 촉매 컨버터의 하류에(downstream) 배열된 이진 λ 프로브를 구비하는 선형 λ 조정기가 기술 문헌, "내연 기관 핸드북(Handbuch Verbrennungsmotor)"(Richard van Basshuysen 및 Fred Schaefer 편집, 2판, Vieweg & Sohn Verlaggesellschaft mbH 출판, 2002년 6월)의 559쪽 내지 561쪽에 개시되어 있다. 셋포인트 λ 값을 가스 이동 시간(gas travel times)과 센서 응답을 고려하는 필터를 사용하여 필터링한다. 이런 방식으로 필터링되는 셋포인트 λ 값은 PIII2D λ 조정기의 제어된 변수인데, 이에 대한 조작 변수(manipulated variable)는 분사 체적 보정이다.
또한 2진 λ 조정기가 기술 문헌, "내연 기관 핸드북"(Richard van Basshuysen 및 Fred Schaefer 편집, 2판, Vieweg & Sohn Verlaggesellschaft mbH 출판, 2002년 6월)의 559쪽 내지 561쪽에 개시되어 있는데, 2진 λ 조정기는 배기 가스 촉매 컨버터의 상류에 배열된 2진 λ 프로브를 구비한다. 2진 λ 조정기는 엔진 속도 및 부하에 연관된 엔진 특성 맵에 저장된 P 및 I 인자를 구비하는 PI 조정기를 포함한다. 2진 λ 조정기를 사용하여 λ 변동(fluctuation)으로도 알려진 촉매 컨버터의 여기가 2 점 조정(second point regulation)에 의해 내재적으로(implicitly) 생성된다. λ 변동의 진폭은 약 3%로 설정된다.
λ 조정과 관련하여 λ 프로브(들)은 특히 중요하다. 이런 점에서 예를 들어 엄격한 법규들 탓에 λ 프로브를 적절한 방식으로 모니터링하는 것이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배기 가스 프로브의 비대칭 노화의 특히 간단한 식별을 가능케 하는 배기 가스 프로브 모니터링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립항들의 특징들에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들이 종속항들에서 특징지워진다.
본 발명의 제1 태양(aspect)에 따르면, 내연 기관의 배기 가스관에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법 및 이에 상응하는 장치로 특징지워진다.
공연비(air/fuel ratio)에 영향을 미치는 변수의 더 린한(leaner) 공연비로부터 더 리치한(richer) 공연비로의 점프와 연관되어, 기결정된 린 투 리치 지연 구간 후에 배기 가스 프로브의 측정 신호가 린 투 리치 신호값으로서 탐지되고(capture), 상기 린 투 리치 신호값이 린 기준 신호값에 연관되는데, 상기 린 기준 신호값은 변조된 셋포인트 값의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프와 상관하여 탐지된다.
여기서 연료량의 실제 계량(metering)으로부터 각각의 실린더의 연소 챔버로, 각각 할당된 배기 가스 포켓(exhaust gas packet)이 각각의 배기 가스 프로브에 도달할 때까지, 내연 기관에서 발생하는 가스 이동 시간(gas travel times)을 고려하는 것이 물론 가능하다. 여기서 또한 각각의 연소 챔버로의 공기 공급과 관련하여, 내연 기관의 흡입관의 동적인 응답(dynamic response) 또는 배기 가스관에서 배기 가스 촉매 컨버터의 저장 응답(storage response)을 선택적으로 고려하는 것이 가능하다.
공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프와 연관되어, 기결정된 리치 투 린 지연 구간 후에 배기 가스 프로브의 측정 신호가 리치 투 린 신호값으로서 탐지되고, 상기 리치 투 린 신호값이 리치 기준 신호값에 연관된다. 상기 리치 기준 신호값은 변조된 셋포인트 값의 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프와 상관하여 탐지된다.
바람직하게는 보정은 예를 들어 각각의 점프 직전에 기준 신호 값에 할당되는 배기 가스 프로브에 할당된 측정 신호 또는 할당되는 각각의 점프와 이에 선행하는 점프 사이에 발생하는 최소 또는 최대 측정 신호를 포함할 수 있다.
여기서 연료량의 실제 계량으로부터 각각의 실린더의 연소 챔버로, 각각 할당된 배기 가스 포켓이 각각의 배기 가스 프로브에 도달할 때까지, 내연 기관에서 발생하는 가스 이동 시간을 고려하는 것이 물론 가능하다. 여기서 또한 배기 가스관에서 배기 가스 촉매 컨버터의 저장 응답을 선택적으로 고려하는 것이 가능하다.
연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값에 따라서, 비대칭 노화된(asymmetrically aged) 또는 넌-비대칭 노화된(non-asymmetrically aged) 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 식별된다. 따라서 점프의 방향에 따라서 달라지는, 배기 가스 프로브의 측정 신호의 점프 응답의 지연을 식별하고, 이를 예를 들어 진단 목적으로 사용하는 것이 가능하다.
대안적으로 또는 부가적으로, 연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 리치 투 린 신호값에 따라서 대칭 노화된 또는 넌-대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나를 식별하는 것이 원칙적으로 가능하다. 따라서 점프의 방향과 무관하게, 배기 가스 프로브의 측정 신호의 점프 응답의 실질적으로 동일한 지연을 식별하고, 이를 예를 들어 진단 목적으로 사용하는 것이 가능하다.
제1 태양의 바람직한 일 실시예에 의하면, 연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값이 기결정된 린 투 리치 및/또는 리치 투 린 임계값들과 비교되고, 상기 비교 결과에 따라서 상기 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 식별된다. 이것은 특히 간단하다. 또한 더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로 또는 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의) 비대칭이 존재하는 방향을 식별하는 것이 원칙적으로 가능하다.
제1 태양의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 린 투 리치 지연 구간 및 리치 투 린 지연 구간은 부하 및/또는 회전 속도에 따라서 기결정된다. 이것은 특히 내연 기관의 넓은 동작 범위에 걸쳐서 신뢰성 있는 진단이 가능하게 한다.
제1 태양의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 린 투 리치 및/또는 리치 투 린 임계값들은, 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로의 점프 및/또는 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프의 각각의 크기에 따라서 결정된다. 이것은 특히 내연 기관의 넓은 동작 범위에 걸쳐서 신뢰성 있는 진단이 가능하게 한다.
제1 태양의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 연소 챔버에서의 공연비의 셋포인트 값이 강제 여기 신호(forced excitation signal)에 의해 변조된다. 변조된 셋포인트 값에 따라서 λ 조정 관점에서 계량되어 주입(meter in)될 연료량이 결정되고, 상기 계량되어 주입될 연료량에 따라서 분사 밸브가 활성화된다. 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로의 점프는 상기 변조된 셋포인트 값의 린한 공연비로부터 리치한 공연비로의 점프이다. 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프는 상기 변조된 셋포인트 값의 리치한 공연비로부터 린한 공연비로의 점프이다. 이것은 특히 간단한 실행을 가능케 한다.
제1 태양의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 트림 제어기 진단(trim controller diagnosis)에 따라서 배기 가스 프로브의 비대칭 노화에 대한 의심 표지(suspicion marker)가 참 값 또는 거짓 값 중의 어느 하나에 배정된다. 의심 표지가 참 값을 가지면, 린 투 리치 신호값 및 리치 투 린 신호값을 탐지 및 연관시키고 이에 따라서 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브의 식별이 행해지는 단계들을 포함한다. 이것은 트림 제어기 진단의 관점에서 결과되는 정보가 간단한 방식으로 이용될 수 있도록 하면서, 그리고 이로써 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브의 식별을 직접적인 방식으로 행할 수 있도록 한다. 이것은 또한 배기 가스 프로브의 비대칭 노화를 특히 발생 후 매우 빠르게 식별할 수 있도록 한다.
여기서 강제 여기 신호의 진폭이 증가하여서 린 투 리치 신호값 및 리치 투 린 신호값을 탐지 및 연관시키는 단계들을 행하는 것이 특히 바람직하다. 이것은 배기 가스 프로브의 모니터링의 특히 높은 레벨의 선택성(selectivity)과 견실함(robustness)을 가능케 한다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 내연 기관의 배기 가스관에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법 및 이에 상응하는 장치로 특징지워진다. 2진 λ 조정기의 액추에이팅 신호에 따라서 계량되어 주입될 연료량이 결정되고, 상기 계량되어 주입될 연료량에 따라서 분사 밸브가 활성화된다.
2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프와 연관되어, 기결정된 린 투 리치 지연 구간 후에 배기 가스 프로브의 신호값이 린 투 리치 신호값으로서 탐지되고, 상기 린 투 리치 신호값이 린 기준 신호값에 연관된다. 린 기준 신호값은 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프와 상관하여 탐지된다. 이로써 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프는 각각의 실린더의 연소 챔버 내 공기/연료 혼합물의 증가된 리치화(increasing enrichment)를 야기한다.
2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프와 연관되어, 기결정된 리치 투 린 지연 구간 후에 배기 가스 프로브의 신호값이 리치 투 린 신호 값으로서 탐지되고, 상기 리치 투 린 신호 값이 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 리치한 공연비로부터 린한 공연비로의 점프와 상관하여 탐지된 신호의 리치 기준 신호 값에 연관된다.
연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값에 따라서, 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 식별된다.
제1 태양에 있어서 제1 태양에 대하여 할당된 잇점들은 마찬가지로 제2 태양에서도 얻어질 수 있다. 또한 이 한도에서 제2 태양은 이로운 실시예들의 관점에서 제1 태양의 그것들에 상응한다. 또한 동일하게 할당한 잇점들에도 적용된다.
제2 태양의 바람직한 일 실시예에 의하면, 2진 λ 조정기의 하나 이상의 제어 파라미터들이 바뀌어서, 린 투 리치 신호값 및 리치 투 린 신호값을 탐지 및 연관시키는 단계들을 행한다. 이것은 배기 가스 프로브의 모니터링의 특히 높은 레벨의 선택성과 견실함을 가능케 한다.
이하 첨부된 도식적인 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 보다 상세하게 설명한다:
도 1은 제어 장치를 구비한 내연 기관을 나타내고,
도 2는 제1 실시예에서 내연 기관의 제어 장치의 일부를 나타내는 블록 다이어그램이고,
도 3은 제2 실시예에 따른 내연 기관의 제어 장치의 일부를 나타내는 다른 블록 다이어그램이고,
도 4는 제어 장치에서 실행되는 프로그램의 제1 순서도를 나타내고,
도 5는 제어 장치에서 실행되는 다른 프로그램의 제2 순서도를 나타내고,
도 6은 제어 장치에서 실행되는 다른 프로그램의 다른 순서도를 나타내고,
도 7은 제어 장치에서 실행되는 다른 프로그램의 또 다른 순서도를 나타내고,
도 8은 시간 t에 따라 도시된 제1 곡선들을 나타내고,
도 9는 시간 t에 따라 도시된 제2 곡선들을 나타낸다.
모든 도면들에서 동일한 디자인 또는 기능을 가지는 구성 요소들에 대하여 동일한 참조 부호들을 사용하였다.
내연 기관(도 1)은 흡입관(1)(intake tract), 엔진 블록(2), 실린더 헤드(3) 및 배기 가스 관(4)(exhaust gas tract)을 포함한다. 흡입관(1)은 바람직하게는 쓰로틀 밸브(5)(throttle valve)와 매니폴드(6)(manifold)와 엔진 블록(2)으로의 흡입 덕트(inlet duct)에 의해서 실린더(Z1)에 덕트(duct)되는 흡입 파이프(7)를 포함한다. 엔진 블록(2)은 또한 커넥팅 로드(10)(connecting rod)에 의해 실린더(Z1)의 피스톤(11)에 커플링되는 크랭크축(8)을 포함한다.
실린더 헤드(3)는 가스 흡입 밸브(12)와 가스 배기 밸브(13)를 구비하는 밸브 구동기(drive)를 포함한다.
실린더 헤드(3)는 또한 분사 밸브(18)와 스파크 플러그(19)(spark plug)를 포함한다. 대안적으로 분사 밸브(18)는 흡입 파이프(7) 내에 배치될 수도 있다.
3-방향 촉매 컨버터(21)로 구성되는 배기 가스 촉매 컨버터는 배기 가스관 내에 배치된다. 또한 바람직하게는 NOx 촉매 컨버터(23)로 구성되는 다른 배기 가스 촉매 컨버터가 배기 가스관 내에 배치된다.
제어 장치(25)가 제공되는데, 제어 장치(25)에는 서로 다른 측정 변수들을 탐지하고 각각 측정 변수 값을 결정하는 센서들이 할당된다. 동작 변수들은 측정된 변수들 이외에, 또한 측정된 변수들로부터 유도된 변수들을 포함한다. 제어 장치(25)는 하나 이상의 측정 변수들에 따라서 조작 변수들(manipulated variables)을 결정하는데, 조작 변수들은 이 후 상응하는 제어 구동기들(drives)에 의해서 액추에이터들을 제어하기 위한 하나 이상의 액추에이팅 신호들로 변환된다. 제어 장 치(25)는 또한 내연 기관의 제어 장치로서도 지칭되거나 배기 가스 프로브 모니터링 장치로서도 지칭될 수 있다.
센서들은 가스 페달(27)의 위치를 탐지하는 페달 위치 센서(26), 쓰로틀 밸브(5)의 상류의(upstream) 기단 흐름을 탐지하는 기단 센서(28), 흡입 공기 온도를 탐지하는 제1 온도 센서(32), 매니폴드(6) 내에서 흡입 파이프 압력을 탐지하는 흡입 파이프 압력 센서(34) 및 이후 회전 속도가 할당되는 크랭크축 각을 탐지하는 크랭크축 각 센서(36)이다.
또한 제1 배기 가스 프로브(42)가 제공되는데, 제1 배기 가스 프로브(42)는 3 방향 촉매 컨버터(21)의 상류 또는 내부에 배치되고 배기 가스 내 잔존 산소량을 탐지하는데, 그 측정 신호(MS1)는 이하 실린더(Z1 내지 Z4) 내 공연비(air/fuel ratio)로서 지칭되는, 실린더(Z1)의 연소 챔버 내의 그리고 연료의 산화 전에 제1 배기 가스 프로브의 상류의(upstream) 공연비에 대하여 특징적이다. 제1 배기 가스 프로브(42)는, 촉매 컨버터 체적의 일부가 제1 배기 가스 프로브(42)의 상류에 위치하는 방식으로, 3-방향 촉매 컨버터(21) 내에 배치될 수 있다.
제1 배기 가스 프로브(42)는 선형 λ프로브 또는 이진 λ프로브일 수 있다.
또한 바람직하게는 3-방향 촉매 컨버터(21)의 하류에 제2 배기 가스 프로 브(44)가 배치되는데, 제2 배기 가스 프로브(44)는 트림(trim) 제어의 범위(scope) 내에서 배치되고 바람직하게는 간단한 2진 λ프로브로서 구체화된다.
본 발명의 구체적인 구현 방법에 따라서, 상기 센서들의 어떤 서브세트(subset)가 존재할 수 있거나 또한 부가적인 센서들이 존재할 수 있다.
액추에이터들은 예를 들어 쓰로틀 밸브(5), 가스 흡입 및 가스 배기 밸브(12, 13), 분사 밸브(18) 또는 스파크 플러그(19)이다.
바람직하게는 실린더(Z1)뿐만 아니라, 다른 실린더들(Z2 내지 Z4)에도 상응하는 액추에이터들이 또한 제공되고 센서들이 또한 선택적으로 할당된다.
제1 실시예에 따른 제어 장치(25) 일부의 블록 다이어그램이 도 2에 도시되어 있다. 특히 간단한 실시예에서 공연비의 기결정된 셋포인트(setpoint) 값(LAMB SP_RAW)이 영구적으로 기결정될 수 있다. 그러나 바람직하게는 예를 들어 균일한(homogenous) 또는 쉬프트(shift) 모드와 같은 내연 기관의 현재의 동작 모드에 따라서 및/또는 내연 기관의 동작 변수들에 따라서 결정된다. 특히 공연비의 셋포인트 값(LAMB SP_RAW)은 대략적으로 화학량론적인(stoichiometric) 공연비가 되도록 기결정될 수 있다.
블록(B1)에서 강제 여기 신호(ZWA)(forced excitation signal)가 결정되고 제1 합산점(SUM1)에서 공연비의 셋포인트 값(LAMB SP_RAW)이 강제 여기 신호(ZWA)에 의해 변조된다. 강제 여기 신호(ZWA)는 진폭 AMP_ZWA를 가진 사각파 신호이다. 그러면 합산점의 출력 변수는 실린더(Z1 내지 Z4)의 연소 챔버들 내 기결정된 공연비(LAMB_SP)가 된다. 기결정된 공연비(LAMB_SP)는 전-제어기(precontroller)를 포함하는 블록(B2)에 제공되고 기결정된 공연비(LAMB_SP)에 따라서 λ 전-제어 계수(LAMB_FAC_PC)가 생성된다.
제2 합산점(SUM2)에서, 기결정된 공연비(LAMB_SP)와 (선택적으로 트림 제어기의 조정에 의해 보정되는) 탐지된 공연비(LAMB_AV)에 따라서 뺄셈에 의해 블록(B4)에의 입력 변수인 제어 차이(D_LAMB)(control difference)가 결정된다. 블록(B4)에서 선형 λ 조정기(regulator)가 구성되는데, 바람직하게는 PII2D 조정기로서 구성된다. 블록(B4)의 선형 λ 조정기의 조작 변수는 λ 조정 계수(LAM_FAC_FB)이다. 탐지된 공연비(LAMB_AV)의 결정에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 보다 상세히 후술한다.
트림 제어에 대해서는 "내연 기관 핸드북(Handbuch Verbrennungsmotor, 영어로는 internal Combustion Engine Handbook)"(Richard van Basshuysen 및 Fred Schaefer 편집, 2판, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH 출판, 2002년 6월, 559 페이지 내지 561 페이지)로 명명된 기술 문헌을 참조할 수 있고, 상기 기술 문헌의 내용은 이러한 점에서 본 명세서에 포함된다.
또한 공연비의 셋포인트 값(LAMB_SP)은 합산점(S2)에서 뺄셈이 행해지기 전에 예를 들어 배기 가스 촉매 컨버터의 응답 또는 가스 이동 시간(gas travel times)을 고려하는 필터링을 거칠 수 있다.
블록(B6)가 또한 제공되는데, 블록(B6)에서, 예를 들어 기단 흐름(mass air flow)일 수 있는 부하(LOAD)에 따라서 그리고 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)에 따라서, 계량되어 주입(meter in)될 기본 연료량(fuel mass)(MFF)이 결정된다. 곱셈점(M1)에서, 계량될 기본 연료량(MFF), λ 전-제어 계수(LAM_FAC_PC) 및 λ조정 계수(LAM_FAC_FB)의 곱(product)를 얻음으로써, 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)이 결정된다. 그러면 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)에서의 계량에 따라서 분사 밸브(18)가 액추에이트된다.
2진 λ 조정기를 구비하는 제2 실시예에서의 제어 장치(25) 일부를 도 3에 도시된 블록 다이어그램을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
블록(B10)은 2진 λ 조정기를 포함한다. 제1 배기 가스 프로브(42)의 측정 신호(MS1)가 제어 변수로서 2진 λ 조정기에 제공된다. 여기서, 제1 배기 가스 프 로브(42)는 2진 λ 프로브로서 구성되고 이로써 측정 신호(MS1)는 실질적으로 2진 특성(nature)을 가지는데, 다시 말해서 배기 가스 촉매 컨버터(21) 앞쪽의 공연비가 린(lean)이면, 린 값(lean value)으로 가정되고, 상기 공연비가 리치(rich)이면, 리치 값(rich value)으로 가정된다. 매우 작은 중간(intermediate) 범위에서만이, 다시 말해서 예를 들어 정확한 화학양론적인 공연비의 경우에만이, 린 값 및 리치 값 간의 중간 값들(intermediate values)로 가정된다. 이러한 유형의 측정 신호(MS1)의 2진 특성 때문에, 2진 λ 조정기는 2점(2-POINT) 조정기로서 구성된다. 2진 λ 조정기는 바람직하게는 PI 조정기로서 구성된다.
P 인자(component)는 바람직하게는 비례 점프(P_J)(proportional jump)로서 블록(B10)에 제공된다. 블록(B12)가 제공되는데, 블록(B12)에서 회전 속도(N) 및 부하(LOAD)에 따라서 비례 점프(P_J)가 결정된다. 이를 위해서, 바람직하게는 영구적으로 저장될 수 있는 엔진 특성 맵(characteristics map)이 제공된다.
2진 λ 조정기의 I 인자는 바람직하게는 적분 증분(integral increment)(I_INC)에 따라서 결정된다. 적분 증분(I_INC)은 또한 바람직하게는 블록(B14)에서 회전 속도(N) 및 부하(LOAD)에 따라서 결정된다. 이를 위해서, 마찬가지로 예를 들어 엔진 특성 맵이 제공될 수 있다. 부하(LOAD)는 예를 들어 기단 흐름 또는 또한 예를 들어 흡입 파이프 압력일 수 있다.
또한, 바람직하게는 트림 제어기의 조정에 따라서 블록(B16)에서 결정된 시간 지연 구간(TD)이 블록(B10)에 입력 파라미터로서 제공된다. 2진 λ 조정기의 출력 측에 λ 조정 계수(LAM_FAC_FB)가 제공된다. 블록(B20)은 도 2의 블록(B6)에 상응한다. 블록(B22)에서 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)에 따라서 각각의 분사 밸브(18)에 대한 액추에이트 신호(SG)가 생성된다.
배기 가스 프로브, 특히 제1 배기 가스 프로브(42)의 모니터링 범위 내에서 프로그램이 단계 S1으로 시작한다(도 4). 바람직하게는 내연 기관의 정적인 동작 상태에서 그리고 훨씬 바람직하게는 기결정된 부하 및/또는 회전 속도 범위 내에서 프로그램이 시작되고 또한 실행된다. 그러나 프로그램은 제2 배기 가스 프로브(44) 모니터링에 대해서도 원칙적으로 적합하다. 다만 제2 배기 가스 프로브(44) 모니터링의 경우 바람직하게는 강제 여기 신호의 진폭 AMP이 3-방향 촉매 컨버터(21)의 산소 저장 용량을 고려하여 적절히 증가한다.
또한 단계 S1에서 변수들이 초기화될 수 있다.
단계 S2에서 공연비의 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)에서 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프(SP_J_LR)(jump)가 발생하였는지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 그렇지 아니하다면, 프로세스는 보다 상세히 후술할 단계 S12로 계속된다.
이와 달리 그러하다면, 단계 S4에서 린 기준 신호 값(L_REF)이 측정 신호(MS1)에 따라서 제1 배기 가스 프로브(42)에 할당된다. 이를 위해서 린 공연비로부터 리치 공연비로의 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 점프(SP_J_LR)와의 기결정된 상관 관계에 의해서 할당이 행해진다. 이것은 예를 들어 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프(SP_J_LR) 전에 제1 측정 신호(MS1)가 매우 짧게 가지는 신호 값을 할당하는 것을 포함할 수 있다. 여기서 또한 배기 가스 촉매 컨버터의 응답 및/또는 가스 이동 시간(gas travel times)을 고려할 수 있다. 이로써 또한 린 공연비로부터 리치 공연비로의 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 점프(SP_J_LR)까지 리치 공연비로부터 린 공연비로의 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 선행하는 점프(SP_J_RL)와 상관되는 구간 동안 제1 측정 신호(MS1)의 최대값이 린 기준 신호 값 L_REF으로서 할당될 수 있다.
이어서 단계 S6에서 린 공연비로부터 리치 공연비로의 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 점프(SP_J_LR)의 식별(identification)에 상관되는 기결정된 린 투 리치(lean to reach) 지연 구간 t_R이 만료되었는지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 린 투 리치 지연 구간 t_R은 바람직하게는 부하(LOAD) 및/또는 회전 속도(N)에 따라서 기결정된다. 부하는 예를 들어 기단 흐름 또는 흡입 파이프 압력으로서 나타내질 수 있다. 따라서 예를 들어 그 값들이 바람직하게는 경험적으로 결정되는 엔진 특성 함수에 따라서 린 투 리치 지연 구간 t_R이 결정될 수 있다.
단계 S6의 조건이 충족되지 않으면, 프로그램은 단계 S8로 이어지고, 프로그램의 실행에 있어서 원하는 때에서의 해결(desired temporal resolution)을 보장하기 위해 충분히 짧게 선택되는 기결정된 대기 시간 구간(T_W) 동안 멈춘다. 대안적으로 프로그램은 기결정된 크랭크 축 각 동안 단계 S8에서 멈출 수 있다. 단계 S8에 이어서, 프로세스는 단계 S6로 재개된다.
이와 달리 단계 S6의 조건이 충족되면, 이후 제1 배기 가스 프로브의 현재의 측정 신호(MS1)에 따라서 단계 S10에서 린 투 리치 신호 값 SV_LR이 도출된다.
단계 S12에서 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)에 있어서 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프(SP_J_RL)가 발생하였는지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 그렇지 아니하다면, 프로세스는 단계 S14로 재개되고, 프로세스가 단계 S2로 다시 재개되기 전에 단계 S8에 상응하는 기결정된 대기 시간 구간(T_W) 동안 프로그램이 멈춘다. 이와 달리, 단계 S12의 조건이 충족된다면, 리치 공연비로부터 린 공연비로의 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 점프(SP_J_RL)와 상관하여 단계 S16에서 리치 기준 신호 값(R_REF)이 탐지된다. 이것은 바람직하게는, 최대값에 있어서 다른 구체화(the embodiment variant)에 대하여 상응하는 최대값이 설정되어야 하면서, 단계 S4에 따른 프로세스와 같은 방식으로 행해진다.
이어서 단계 S18에서 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프(SP_J_RL)의 식별 이후 리치 투 린 지연 구간 t_L이 만료되었는지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 리치 투 린 지연 구간 t_L은 바람직하게는 마찬가지로 부하(LOAD) 및/또는 회전 속도(N)에 따라서 결정될 수 있고 바람직하게는 마찬가지로 엔진 특성 맵에 따라서 결정될 수 있다.
단계 S18의 조건이 충족되지 않으면, 프로세스가 단계 S18로 다시 재개되기 전에 단계 S20에서 기결정된 대기 시간 구간(T_W) 동안 프로그램이 멈춘다.
이와 달리 단계 S18의 조건이 충족되면, 단계 S22에서 제1 배기 가스 프로브(42)의 현재 측정 신호(MS1)에 따라서 리치 투 린 신호 값(SV_RL)이 결정된다.
단계 S24에서 린 투 리치 신호 값 SV_LR 및 리치 투 린 신호 값 SV_RL은 린 기준 신호 값 L_REF 또는 리치 기준 신호 값 R_REF에 상관되는데, 또한 이것은 바람직하게는 단계 S24에서 나타낸 바와 같은 상응하는 차들(differences)의 상응하는 크기들(amounts)을 형성하여서 행해진다. 이로써 단계 S24에서 연관된 린 투 리치 신호 값이 기결정된 린 투 리치 임계 값 THD 1보다 더 큰지와 그리고 연관된 리치 투 린 신호 값이 기결정된 리치 투 린 임계 값 THD 2과 같거나 더 작은지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 린 투 리치 및 리치 투 린 임계 값들 THD1, THD2은 예를 들어 시행들(trials)을 기초로 또는 시뮬레이션들을 기초로 또는 적절한 다른 방식으로 결정될 수 있다. 여기서 리치 투 린 신호 값들 및 린 투 리치 신호 값들의 각각의 더 작은 크기는 점프 응답의 지연 및/또는 측정 신호(MS1)의 감소된 경사의 기울기에 기인한 것일 수 있는 배기 가스 프로브의 지연된 응답을 특징지운다. 린 투 리치 및 리치 투 린 임계 값들 THD1, THD2은 또한 원칙적으로 동일한 값들로 가정될 수 있다.
단계 S24의 조건이 충족되면, 단계 S26에서 제1 배기 가스 프로브(42)의 비대칭 노화(ASYM)(asymmetrical aging)가 식별된다.
이와 달리 단계 S24의 조건이 충족되지 않으면,이후 단계 S28에서 연관된 린 투 리치 신호 값이 린 투 리치 임계 값 THD 1과 같거나 더 작은지와 그리고 연관된 리치 투 린 신호 값이 리치 투 린 임계 값 THD 2보다 더 큰지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 그러하다면, 마찬가지로 단계 S26에서 제1 배기 가스 프로브(42)의 비대칭 노화(ASYM)가 식별된다. 이것은 이후 진단 목적으로 사용될 수 있고, 선택적으로 다른 평가에 대한 결점 입력(fault input)을 결과할 수 있다. 그러나 대안적으로 λ 조정의 범위 내 조정(Adjustment)이 그에 따라서 행해질 수도 있다.
이와 달리 단계 S28의 조건이 충족되지 않으면, 프로세스는 단계 S14로 재개된다.
제1 배기 가스 프로브(42)의 2단계 모니터링을 가능케 하는 다른 프로그램을 도 5를 참조하여 설명한다. 프로그램은 예를 들어 엔진 시동 시에 근접할 수 있는 단계 S30으로 시작한다. 단계 S32에서 제1 배기 가스 프로브(42)의 비대칭 노화(ASYM)에 대한 의심 지표(TRIM_DIAG_M)(suspicion marker)가 참 값(TRUE)에 배정되었는지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 그렇지 아니하다면, 다시 말해서 의심 지표(TRIM_DIAG_M)가 거짓 값에 배정되었다면, 프로세스는 단계 S34으로 재개되고, 단계 S34에서 프로세스가 단계 S32로 다시 재개하기 전에 기결정된 대기 시간 구간(T_W) 동안 프로그램이 멈춘다.
트림 제어기의 진단에 따라서 의심 지표(TRIM_DIAG_M)가 참 값(TRUE) 또는 거짓 값 중의 어느 하나에 배정된다. 이를 위해 트림 제어기 진단의 범위 내에서 특히 트림 제어기 조정의 적분 인자의 크기(size)를 평가한다. 트림 제어기 조정의 적분 인자의 크기(amount)와 부호는 특히 제1 배기 가스 프로브(42)의 비대칭 노화(ASYM)의 정도와 방향(extent and direction)을 따른다.
단계 S32의 조건이 충족되면, 단계 S36에서 강제 여기 신호 ZWA의 진폭 AMP_ZWA이, 바람직하게는 제1 배기 가스 프로브(42)의 모니터닝 수행을 하지 아니하는 동작(operation external to the performance)과 비교하여, 증가한다. 도 4에 따르면 이후 프로그램은 단계 S38으로 실행된다. 이어서 프로그램은 단계 S40에서 종료될 수 있거나 단계 S34에서 재개된다.
단계 S32의 조건이 충족되면, 프로세스는 대안적으로 단계 S38로 직접 재개할 수 있다. 또한 강제 여기 신호 ZWA의 진폭 AMP_ZWA은 단계 S1의 프로세스 동안 상응하게 더 증가할 수 있다. 이런 방식으로 제1 배기 가스 프로브 모니터링 수행에 있어서, 훨씬 나은 선택성(selectivity)과 견실함(robustness)이 보장될 수 있다. 그런데, 강제 여기 신호 ZWA의 진폭 AMP_ZWA이 증가는 오염물질 배출(raw pollutant emissions) 증가와 연계될 수 있으므로, 이런 점에서 비대칭 노화(ASYM)에 대한 의심 지표(TRIM_DIAG_M)가 이미 참 값(참 값(TRUE))에 배정되었고 비대칭 노화(ASYM) 증가 가능성이 있는 경우에만 강제 여기 신호 ZWA의 진폭 AMP_ZWA이 증가하여야 도 5에 따른 절차가 특히 이롭다. 또한 이런 방식으로 비대칭 노화(ASYM)의 발생 후 매우 빠르게 비대칭 노화(ASYM)을 식별할 수 있다.
도 4 및 도 5에 따른 프로그램들은, 도 2의 블록 다이어그램을 참조하여 보다 상세히 설명한 바와 같이, 선형 λ 조정과 함께 실행되는 것이 바람직하다. 다만 상기 프로그램들은 또한, 예를 들어 디젤 엔진의 경우 또는 가솔린 엔진의 경우의 쉬프트 모드 동안 흔히 있듯이, 예를 들어 공기/연료 혼합물의 양 제어 동안 선형 λ 조정을 하지 않으면서(externally) 적절히 조정되고 실행될 수 있다. 이 경우 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프(SP_J_LR)는 일반적으로 이후 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 린한(leaner) 공연비로부터 더 리치한(richer) 공연비로의 점프에 의해 대체된다. 또한 변조된 셋포인트 값(LAMB_SP)의 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프(SP_J_LR)는 일반적 으로 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프에 의해 대체된다. 공연비에 영향을 미치는 변수는 예를 들어 계량되어 주입(meter in)될 연료량 또는 다른 기단 흐름 또는 흡입 파이프 압력일 수 있다.
후술할 도 6 및 도 7에 따른 상응하는 프로그램들은 바람직하게는 도 3에 따른 2진 λ조정과 함께 실행된다.
도 6에 따른 프로그램의 단계들은 특히 후술할 차이들을 제외하고는 원칙적으로 도 4에 따른 프로그램의 단계들에 상응한다.
프로그램은 단계 S1에 상응하는 단계 S50으로 시작한다.
원칙적으로 단계 S2에 상응하는 단계 S52에서, 2진 λ 조정기의 액추에이팅 신호에서 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프(SG_LAM_BIN_J_LR)가 발생하였는지를 결정하기 위한 점검이 행해진다. 그렇지 아니하다면, 프로세스는 단계 S62로 재개된다. 2진 λ 조정기의 액추에이팅 신호는 바람직하게는 λ 조정 계수(LAM_FAC_FB)이다.
그러나 단계 S52의 조건이 충족되면, 이후 프로세스는 단계 S4에 상응하는 단계 S54로 재개된다. 유사하게 단계들 S56, S58, 및 S60은 단계들 S6, S8, 및 S10에 상응한다.
단계 S62는 2진 λ 조정기의 액추에이팅 신호에 있어서 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프(SG_LAM_BIN_J_RL)가 발생하였는지를 결정하기 위한 점검이 행해진다는 점에서 단계 S12와 다르다. 그렇지 아니하다면, 프로세스는 단계 S14에 상응하는 단계 S64로 재개한다. 이와 달리 단계 S62의 조건이 충족되면, 프로세스는 S16, S18, S20, S22, S24, S26, 및 S28에 상응하는 단계들 S66, S68, 선택적으로 S70, S72, S74, S76, 및 S78로 재개된다.
또한 도 6에 따른 프로그램은 원칙적으로 제2 배기 가스 프로브(44)의 상응하는 모니터링에 적절하다. 다만 제2 배기 가스 프로브(44) 모니터링의 경우 바람직하게는 3-방향 촉매 컨버터(21)의 산소 저장 용량을 고려하여 2진 λ 조정기의 하나 이상의 제어 파라미터들이 적절하게 조정된다.
도 7에 따른 프로그램은 원칙적으로 도 5에 도시된 프로그램에 상응한다. 차이점들은 다음과 같다. 단계들 S80 내지 S90는 단계들 S30 내지 S40에 상응한다. 단계 S86에서, 단계 S36과는 달리, 도 6에 도시된 프로그램에 따른 단계들을 수행하기 위해, 2진 λ 조정기의 적어도 하나의 제어 파라미터들이 변한다. 이런 점에서 제2 배기 가스 프로브가 모니터링을 행하지 아니하는 일반적인 동작과 비교하여 바람직하게는 적분 증분 I_INC가 감소하고 또한 바람직하게는 비례 점프(T_J) 가 증가한다. 도 6에 도시된 프로그램은 단계 S88에서 실행된다.
또한 도 8 및 도 9를 참조하여 신호 곡선들이 설명된다. 도 8은 도 4에 도시된 프로그램의 실행 동안 선형 λ 조정과 연계된 신호 곡선들에 상응한다. 도 9는 도 6에 도시된 프로그램의 실행과 연계된 2진 λ 조정 동안 신호 곡선들에 상응한다.
도 5 및 도 7에 도시된 프로그램들은 또한 비대칭 노화(ASYM)에 관한 제2 배기 가스 프로브(44)의 모니터링에 원칙적으로 적절하다.

Claims (14)

  1. - 공연비(air/fuel ratio)에 영향을 미치는 변수의 더 린한(leaner) 공연비로부터 더 리치한(richer) 공연비로의 점프(SP_J_LR)와 연관되어, 기결정된 린 투 리치 지연 구간(t_R) 후에 배기 가스 프로브의 측정 신호가 린 투 리치 신호값(SV_LR)으로서 탐지되고(capture), 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR)이 상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로의 점프(SP_J_LR)와 상관하여 탐지된 린 기준 신호값(L_REF)에 연관되며,
    - 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프(SP_J_RL)와 연관되어, 기결정된 리치 투 린 지연 구간(t_L) 후에 배기 가스 프로브의 측정 신호가 리치 투 린 신호 값(SV_RL)으로서 탐지되고, 상기 리치 투 린 신호 값(SV_RL)이 상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프(SP_J_RL)와 상관하여 탐지된 리치 기준 신호 값(R_REF)과 연관되며, 그리고,
    - 연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값에 따라서, 비대칭 노화된(asymmetrically aged) 또는 넌-비대칭 노화된(non-asymmetrically aged) 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 식별되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 식별되는 것은,
    연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값이 기결정된 린 투 리치 및/또는 리치 투 린 임계값들(THD1, THD2)과 비교되고, 상기 비교 결과에 따라서 식별되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 린 투 리치 지연 구간(t_R) 및 상기 리치 투 린 지연 구간(t_L)은,
    부하(LOAD) 및/또는 회전 속도(N)에 따라서 기결정되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 린 투 리치 및/또는 리치 투 린 임계값들(THD1, THD2)은,
    상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로의 점프 및/또는 상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프의 각각의 크기에 따라서 결정되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    - 연소 챔버에서의 공연비의 셋포인트 값(setpoint value)(LAM_SP_RAW)이 강제 여기 신호(ZWA)(forced excitation signal)에 의해 변조되고,
    - 변조된 셋포인트 값(LAM_SP)에 따라서 λ 조정(regulation) 관점에서(in the context of) 계량되어 주입(meter in)될 연료량(MFF_COR)이 결정되고, 상기 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)에 따라서 분사 밸브(18)가 활성화되고,
    - 상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로의 점프는 상기 변조된 셋포인트 값(LAMP_SP)의 린한 공연비로부터 리치한 공연비로의 점프(SP_J_LR)이고,
    - 상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프는 상기 변조된 셋포인트 값(LAMP_SP)의 리치한 공연비로부터 린한 공연비로의 점프(SP_J_RL)인,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    트림 제어기 진단(trim controller diagnosis)에 따라서 상기 배기 가스 프로브의 비대칭 노화(ASYM)에 대한 의심 표지(suspicion marker)(TRIM_DIAG_M)에 참 값(TRUE) 또는 거짓 값 중의 어느 하나가 배정되고,
    상기 의심 표지(TRIM_DIAG_M)가 상기 참 값(TRUE)을 가지면, 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR) 및 상기 리치 투 린 신호값(SV_RL)을 탐지 및 연관시키고 이에 따라서 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브를 식별하는 단계들이 수행되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 강제 여기 신호(ZWA)의 진폭(AMP_ZWA)이 증가하여서 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR) 및 상기 리치 투 린 신호값(SV_RL)을 탐지 및 연관시키는 단계들을 수행하는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  8. - 2진 λ 조정기의 액추에이팅 신호에 따라서 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)이 결정되고, 상기 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)에 따라서 분사 밸브(18)가 활성화되고,
    - 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_LR)와 연관되어, 기결정된 린 투 리치 지연 구간(t_R) 후에 배기 가스 프로브의 신호값이 린 투 리치 신호값(SV_LR)으로서 탐지되고, 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR)이 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 린한 공연비로부터 리치한 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_LR)와 상관하여 탐지된 린 기준 신호값(L_REF)에 연관되고,
    - 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_RL)와 연관되어, 기결정된 리치 투 린 지연 구간(t_L) 후에 배기 가스 프로브의 신호값이 리치 투 린 신호 값(SV_RL)으로서 탐지되고, 상기 리치 투 린 신호 값(SV_RL)이 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 리치한 공연비로부터 린한 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_RL)와 상관하여 탐지된 측정 신호의 리치 기준 신호 값(R_REF)에 연관되고,
    - 연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값에 따라서, 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 식별되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 비대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나가 식별되는 것은,
    연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값이 기결정된 린 투 리치 및/또는 리치 투 린 임계값들(THD1, THD2)과 비교되고, 상기 비교 결과에 따라서 식별되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서, 상기 린 투 리치 지연 구간(t_R) 및 상기 리치 투 린 지연 구간(t_L)은,
    부하(LOAD) 및/또는 회전 속도(N)에 따라서 기결정되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  11. 제8 항 내지 제10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    트림 제어기 진단에 따라서 상기 배기 가스 프로브의 비대칭 노화(ASYM)에 대한 의심 표지(suspicion marker)(TRIM_DIAG_M)에 참 값(TRUE) 또는 거짓 값 중의 어느 하나가 배정되고,
    상기 의심 표지(TRIM_DIAG_M)가 상기 참 값(TRUE)을 가지면, 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR) 및 상기 리치 투 린 신호값(SV_RL)을 탐지 및 연관시키고 이에 따라서 비대칭 노화 또는 넌-비대칭 노화를 식별하는 단계들이 수행되는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  12. 제8항 내지 제11 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 2진 λ 조정기의 하나 이상의 제어 파라미터들이 바뀌어서, 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR) 및 상기 리치 투 린 신호값(SV_RL)을 탐지 및 연관시키는 단계들을 수행하는,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 방법.
  13. - 공연비(air/fuel ratio)에 영향을 미치는 변수의 더 린한(leaner) 공연비로부터 더 리치한(richer) 공연비로의 점프(SP_J_LR)와 연관하여, 기결정된 린 투 리치 지연 구간(t_R) 후에 배기 가스 프로브의 측정 신호를 린 투 리치 신호값(SV_LR)으로서 탐지하고(capture), 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR)을 상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 린한 공연비로부터 더 리치한 공연비로의 점프(SP_J_LR)와 상관하여 탐지된 린 기준 신호값(L_REF)에 연관시키고,
    - 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프(SP_J_RL)와 연관하여, 기결정된 리치 투 린 지연 구간(t_L) 후에 배기 가스 프로브의 측정 신호를 리치 투 린 신호 값(SV_RL)으로서 탐지하고, 상기 리치 투 린 신호 값(SV_RL)을 상기 공연비에 영향을 미치는 변수의 더 리치한 공연비로부터 더 린한 공연비로의 점프(SP_J_RL)와 상관하여 탐지된 리치 기준 신호 값(R_REF)과 연관시키고, 그리고,
    - 연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값에 따라서, 비대칭 노화된(asymmetrically aged) 또는 넌-비대칭 노화된(non-asymmetrically aged) 배기 가스 프로브 중 어느 하나를 식별하도록 구성된,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 장치.
  14. - 2진 λ 조정기의 액추에이팅 신호에 따라서 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)을 결정하고, 상기 계량되어 주입될 연료량(MFF_COR)에 따라서 분사 밸브(18)를 활성화하고,
    - 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 린 공연비로부터 리치 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_LR)와 연관하여, 기결정된 린 투 리치 지연 구간(t_R) 후에 배기 가스 프로브의 신호값을 린 투 리치 신호값(SV_LR)으로서 탐지하고, 상기 린 투 리치 신호값(SV_LR)을 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 린한 공연비로부터 리치한 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_LR)와 상관하여 탐지된 린 기준 신호값(L_REF)와 연관시키고,
    - 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 리치 공연비로부터 린 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_RL)와 연관하여, 기결정된 리치 투 린 지연 구간(t_L) 후에 배기 가스 프로브의 신호값을 리치 투 린 신호 값(SV_RL)으로서 탐지하고, 상기 리치 투 린 신호 값(SV_RL)을 상기 2진 λ 조정기의 엑추에이팅 신호의 리치한 공연비로부터 린한 공연비로의 점프(SG_LAMB_BIN_RL)와 상관하여 탐지된 측정 신호의 리치 기준 신호 값(R_REF)과 연관시키고,
    - 연관된 상기 린 투 리치 신호값 및 상기 리치 투 린 신호값에 따라서, 비 대칭 노화된 또는 넌-비대칭 노화된 배기 가스 프로브 중 어느 하나를 식별하도록 구성된,
    내연 기관의 배기 가스관(4)에 배치된 배기 가스 프로브의 모니터링 장치.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007019737B3 (de) * 2007-04-26 2008-07-31 Audi Ag Verfahren zur Bestimmung eines Korrekturwertes für die Lambdamittellage bei der Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102008001569B4 (de) * 2008-04-04 2021-03-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Adaption eines Dynamikmodells einer Abgassonde
US8583349B2 (en) 2009-11-05 2013-11-12 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for diagnosing oxygen sensors and catalytic converters of exhaust systems
WO2011112702A2 (en) * 2010-03-09 2011-09-15 Cummins Filtration Ip, Inc. Apparatus, system and method for detecting the presence of genuine serviceable product components
US20110231316A1 (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Cummins Intellectual Properties, Inc. Method, system and computer readable media containing a program for identifying whether a product is genuine
DE102010063215B3 (de) 2010-12-16 2012-03-01 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011083781B3 (de) * 2011-09-29 2012-05-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102011087300A1 (de) * 2011-11-29 2013-05-29 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine sowie zur Ausführung des Verfahrens eingerichtetes Steuergerät
DE102011087399B4 (de) * 2011-11-30 2022-08-11 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine sowie zur Ausführung des Verfahrens eingerichtetes Steuergerät
US9528462B2 (en) * 2012-06-15 2016-12-27 GM Global Technology Operations LLC NOx sensor plausibility monitor
DE102013216223A1 (de) * 2013-08-15 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Universell einsetzbare Steuer- und Auswerteeinheit insbesondere zum Betrieb einer Lambdasonde
FR3056255B1 (fr) * 2016-09-16 2018-10-12 Renault S.A.S Procede de diagnostic d'une sonde a oxygene proportionnelle disposee en amont du systeme de post-traitement d'un moteur a combustion interne.

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970010317B1 (ko) * 1989-06-16 1997-06-25 니뽄 도꾸슈 도교오 가부시끼가이샤 공연비 제어장치
JP2581828B2 (ja) * 1990-06-01 1997-02-12 株式会社日立製作所 内燃機関の空燃比制御方法及びその制御装置
US5357791A (en) * 1993-03-15 1994-10-25 Ford Motor Company OBD-II exhaust gas oxygen sensor
IT1285311B1 (it) * 1996-03-12 1998-06-03 Magneti Marelli Spa Metodo di diagnosi dell'efficienza di un sensore di composizione stechiometrica dei gas di scarico posto a valle di un convertitore
EP1437501B1 (en) * 2003-01-13 2007-03-07 Ford Global Technologies, LLC Lambda sensor diagnosis
DE102004043917A1 (de) * 2003-09-11 2005-05-19 Denso Corp., Kariya Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensorüberwachungseinrichtung, Luft-Kraftstoffverhältnis-Messeinrichtung und Luft-Kraftstoffverhältnis-Regelung
JP2007262945A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Denso Corp 排出ガスセンサの異常診断装置
DE102006047190B3 (de) * 2006-10-05 2008-04-10 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Abgassonde
DE102007034057A1 (de) * 2007-07-20 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Steuervorrichtung zum Bewerten einer Abgassonde

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