KR20090086348A - 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연 기관의 하나 이상의 실린더(2)의 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)를 추가의 센서 장치를 사용하지 않고 신뢰성 있게 진단하기 위한 방법 및 장치(18)에 관한 것이다. 이 경우, 내연 기관의 제1 작동 상태에서는 하나 이상의 실린더(2)의 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)가 활성화된다. 내연 기관의 제2 작동 상태에서는 하나 이상의 실린더(2)의 전체 가스 교환 밸브(3, 4)가 비활성화됨에 따라 정상 상태로 폐쇄된다. 내연 기관에 의해 발생된 음파(14)가 측정된다. 제1 작동 상태에서 제2 작동 상태로의 전환 시 측정된 음파(14)를 특성화하는 변수가 현저히 변동하는지 검사되며, 변동이 발생하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 잘못된 개방이 감지된다.
가스 교환 밸브, 실린더, 음파, 제1 작동 상태, 제2 작동 상태

Description

내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSING AT LEAST ONE GAS EXCHANGE VALVE OF AT LEAST ONE CYLINDER IN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 독립 청구항들의 카테고리에 따른, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법 및 장치에 관한 것이다.
독일 공보 DE 10 2005 049 777 A1호에는 내연 기관의 작동 방법 및 장치가 공지되어 있다. 이 경우, 내연 기관의 하나 이상의 작동 상태에서 내연 기관의 실린더의 하나 이상의 흡기 밸브 또는 배기 밸브가 차단되거나, 실린더의 하나 이상의 차단된 흡기 밸브 또는 배기 밸브가 재연결된다. 따라서 예를 들어 연료 분사 장치와 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 차단에 의해 실린더의 절반부가 차단되는 내연 기관의 제1 작동 상태가 제공될 수 있다. 상기 제1 작동 상태는 절반 엔진 작동으로도 불린다. 실린더 차단의 경우, 절반 엔진 작동 시 연료 분사 장치와 흡기 밸브 및 배기 밸브의 차단에 의해 실린더의 절반부가 차단된다. 이후 내연 기관의 제2 작동 상태에서 예를 들어 모든 실린더가 재연결된다. 즉, 모든 실린더의 흡기 밸브 및 배기 밸브와 연료 분사 장치가 재연결 또는 활성화된다. 제2 작동 상태는 완전 엔진 작동으로도 불린다.
비활성화 또는 활성화의 시점, 즉 가스 교환 밸브로도 불리는 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 차단 또는 재연결이 실행될 수 있는 시점은, 캠 축의 기초원에 의해 제한되는데, 이는 그러한 경우에만 상응하는 가스 교환 밸브가 힘이 가해지지 않는 정지 상태에 이르고 폐쇄되기 때문이다.
본 발명의 목적은 하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방을 진단하는, 간단하고 신뢰성 있는 진단 방법을 제공하는 것이다.
상기 공보의 작동 방법 및 장치에 반하여, 본 발명에 따른, 독립 청구항의 특징들을 포함하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법 및 장치는 내연 기관에 의해 발생된 음파가 측정되고, 제1 작동 상태에서 제2 작동 상태로의 전환 시 측정된 음파를 특성화하는 변수의 유의한 변화가 발생하는지 검사되며, 발생하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방이 감지되는 장점이 있다. 상기 방식으로, 하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방을 진단하는, 간단하고 신뢰 가능한 진단 방법이 제공되며, 또한 상기 진단 방법은 기존의 센서 메카니즘에 의해 구현될 수 있으므로 추가의 센서 메카니즘 없이도 충분하다.
독립항에 기술된 방법의 바람직한 추가예들과 개선예들은 종속항에 공지된 조치들을 통해 가능하다.
본 발명에 따른 진단은 측정된 음파를 특성화하는 변수로서 측정된 음파의 진폭 또는 세기가 추정될 때 특히 간단하게 실시된다. 상기 변수들은 많은 비용을 들이지 않고, 예를 들어 고체 전달음 센서의 신호로부터 검출된다.
이 경우 진단은, 측정된 음파의 진폭 또는 세기가 사전 설정된 한계값과 비교되고, 비교 결과에 따라, 바람직하게는 측정된 음파의 진폭 또는 세기가 사전 설정된 한계값을 초과하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방이 감지되는 간단한 방식으로 실행될 수 있다.
하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방은, 측정된 음파를 특성화하는 변수로서 측정된 음파의 하나 이상의 주파수 또는 하나 이상의 주파수 스펙트럼이 추정됨으로써 특히 신뢰성 있게 진단된다.
이 경우, 상기 진단은 측정된 음파가, 사전 설정된 한계값보다 높은 하나 이상의 사전 설정된 주파수 성분을 포함하는지 검사되며, 포함하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방이 감지되는 간단한 방식으로 구현된다.
상기 음파가 고체 전달음 센서에 의해 측정될 때 특히 바람직하다. 음파는 이러한 방식으로 신뢰성 있게 측정되며, 최근의 내연 기관에서는 대개 예를 들어 점화 실패 검출과 같은, 다른 분석 목적을 위해 이미 하나의 고체 전달음 센서가 장착되어 있으므로, 본 발명에 따른 진단을 위한 추가의 센서 메카니즘은 요구되지 않는다.
측정된 음파를 특성화하는 변수의 유의한 변화가, 제1 작동 상태에서부터 제 2 작동 상태의 활성화가 요구되는 또는 활성화되는 사전 설정된 시간 내에 발생할 때에만, 하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방이 감지됨으로써, 상기 진단의 신뢰도는 상승될 수 있다.
본 발명의 실시예는 도면에 의해 도시되고, 이후 더 상세히 설명된다.
본 발명에 따르면 하나 이상의 가스 교환 밸브의 잘못된 개방을 진단하는, 간단하고 신뢰성 있는 진단 방법이 제공된다.
도 1의 a)에는 내연 기관의 실린더(2)의 종단면도가 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우, 내연 기관은 바람직하게 오토 엔진 또는 디젤 엔진으로서 형성될 수 있다. 이 경우, 실린더(2)는 연소실(10)을 포함한다. 필요한 경우 신선한 공기가 하나 이상의 흡기 밸브(3)를 통해 연료와 함께 연소실(10)에 공급될 수 있다. 공기/연료 혼합물이 연소실(10) 내에서 연소될 때 형성되는 배기 가스는 하나 이상의 배기 밸브(4)를 통해 연소실(10)로부터 배출 가능하다. 연소실(10) 내에서의 공기/연료 혼합물의 연소에 의하여 실린더(2)의 피스톤(1)은 상하 운동을 하고, 이 경우, 명확성을 위해 도 1의 a)에서 더 이상 도시되지 않은, 내연 기관의 크랭크 축은 커넥팅 로드(12)를 통해 구동된다. 내연 기관의 실린더(2)는 여러 가지 작동 상태들로 작동될 수 있다. 이 경우, 내연 기관의 제1 작동 상태에서는, 하나 이상의 흡기 밸브(3)와 하나 이상의 배기 밸브(4)가 활성화된다. 이는 예를 들어, 실린더(2)의 흡입 행정에서, 신선한 공기와, 필요한 경우 연료의 흡입을 위한 하나 이상의 흡기 밸브(3)는 개방되고, 하나 이상의 배기 밸브(4)는 폐쇄되는 것을 의미한다. 대안적으로, 연료는 연소실(10) 내에 직분사될 수도 있다. 실린더(2)의 압축 행정이 실시되는 동안 하나 이상의 흡기 밸브(3)와 하나 이상의 배기 밸브(4)는 폐쇄된다. 이는 이어지는 연소 행정에서도 동일하게 적용된다. 이어지는 배기 행정에서, 하나 이상의 흡기 밸브(3)는 폐쇄되고 하나 이상의 배기 밸브(4)는 개방된다. 상기 밸브 작동은 단지 활성화된 흡기 밸브 및 배기 밸브(3, 4)를 구비한 실린더(2)의 작동에 대한 일례일 뿐이다. 상기 작동은 예를 들어, 내연 기관의 전체 실린더가 상술된 방식으로 작동되는 완전 엔진 작동 상태의 4행정 엔진을 특성화한 것이다. 내연 기관의 제2 작동 상태는, 실린더(2)의 전체 흡기 밸브 및 배기 밸브(3, 4)가 비활성화됨에 따라 정상 상태(stationary)로 폐쇄되는 것을 특징으로 한다. 이는 제2 작동 상태에 있는 실린더(2)의 상술한 전체 행정 동안에는 실린더(2)의 전체 흡기 밸브 및 배기 밸브(3, 4)가 폐쇄되는 것을 의미한다. 이는 예를 들어, 활성화된 흡기 밸브 및 배기 밸브에 의해 내연 기관의 실린더의 절반부만 작동되고 실린더의 다른 절반부는 작동되지 않는, 즉 상기 실린더의 전체 흡기 밸브 및 배기 밸브가 지속적으로 폐쇄되고 연료 공급이 중단되는, 내연 기관의 절반 엔진 작동 시 요구된다.
도 1의 a) 내지 도 1의 c)에는 제2 작동 상태에 있는 실린더(2)의 작동이 도시되어 있으며, 실린더(2)의 전체 흡기 밸브 및 배기 밸브(3, 4)는 처음과, 상기 제2 작동 상태 동안 정상 상태로, 즉 지속적으로 폐쇄된다. 이 경우, 도 1의 a)에서 실린더(2) 내 피스톤(1)은 상승 운동한다. 내연 기관의 선행된 제1 작동 상태 에서 실린더(10)의 연소실 내 마지막 연소에 의해, 상기 연소된 배기 가스(5)는 실린더(2)의 연소실(10) 내 내부 에너지(U)로서 피스톤(1)의 상승 운동을 통해 압축되고, 폐쇄된 흡기 밸브 및 배기 밸브(3, 4)를 통해서 배기되지 않는다.
도 1의 b)에는 실린더(2) 내 피스톤(1)의 상사점이 도시되어 있으며, 연소된 배기 가스(5)는 상기 상사점에서 최소 부피로 압축된다. 이 경우, 예를 들어 20에서 40 바아 사이의 압력이 발생한다. 흡기 밸브 및 배기 밸브(3, 4)가 항시 적절하게 비활성화되어 폐쇄됨으로써, 상기 연소된 배기 가스(5)는 실질적으로 누출되지 않는다.
이어서 도 1의 c)에는 실린더(2) 내 피스톤(1)의 하강 운동이 도시되어 있다. 이 경우, 압축된 배기 가스(5)는 다시 팽창되고, 연소된 배기 가스의 내부 에너지(U)는 피스톤(1)의 하강 운동을 위해 사용된다. 이때, 실린더(2)의 흡기 밸브 및 배기 밸브(4)는 여전히 비활성화 상태이므로 닫혀있으며, 제2 작동 상태가 계속 유지된다. 따라서 연소실(10) 내 연소된 배기 가스의 내부 에너지(U)에 의해, 피스톤(1)을 상하 운동시키는 가스 스프링이 구현된다. 도 1의 c)에 따른 피스톤(1)의 하강 운동은, 도 1의 b)에 따른 피스톤(1)의 상사점에서 압축된 가스 스프링으로부터의 에너지 회수로 인해 이루어진다.
도 2의 a) 내지 도 2의 c)에는 제2 작동 상태에서 하나 이상의 흡기 밸브(3)가 잘못 개방되는 경우가 도시된다. 먼저, 내연 기관의 제2 작동 상태의 시작과 더불어 흡기 밸브와 배기 밸브(3, 4)는 완전히 폐쇄되며, 이때, 도 1의 a)에 상응하는 도 2의 a)에 따라 피스톤(1)이 상승 운동을 함으로써 실린더가 압축 행정 상 태가 된다. 이 경우, 도 1의 b)에 상응하는 도 2의 b)에서 피스톤(1)이 상사점에 도달하고 연소된 배기 가스(5)가 최대로 압축될 때, 하나 이상의 흡기 밸브(3)와 하나 이상의 배기 밸브(4)가 폐쇄된다.
도 2의 c)에 따른, 피스톤(1)이 다시 하강 운동하는 이어지는 연소 행정에서는, 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)가 결함에 의해 잘못 개방될 때, 연소된 배기 가스(5)와 내부 에너지(U)가 잘못 개방된 밸브(들)을 통해 연소실(10)로부터 갑자기 누출된다. 상기 결함은 하나 이상의 흡기 밸브(3) 또는 하나 이상의 배기 밸브(4)를 구동하는 캠축의 기계적 결함일 수 있다. 전자기식 또는 전기 유압식 밸브 제어 장치의 경우, 상기 결함은 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)를 잘못 개방하는 전자기식 또는 전기 유압식 밸브 제어 장치의 결함일 수도 있다.
이 경우, 내부 에너지(U) 또는 연소된 배기 가스(5)는 연소실(10)로부터 폭발과 유사한 형태로 누출되고, 예를 들어 고체 전달 음파의 형태인 음파를 발생시킨다. 음향적으로, 상기 누출은 기계적 소음으로서 확실히 청취 가능하며, 엔진 블록에 가해지는 해머 충격에 필적한다. 상기 음파는 도 2의 c)에서 도면 부호(14)로 표시되고, 예를 들어 고체 전달음 센서와 같이 상기 음파(14)를 픽업 및 수신하는 센서(16)가 배치된 엔진 블록(15)과 엔진실(11)을 통해 전달된다. 상기 고체 전달음 센서(16)는 정보 라인(17)을 통해 제어 장치(18)와 연결된다. 상기 제어 장치(18)는 고체 전달음 센서(16)로부터 음파(14)에 대한 데이터를 픽업하고, 분석한다. 음파(14)가 제2 작동 상태의 활성화 직후에 또는 상기 활성화 이후 사 전 설정된 시간 이내에 발생하는 경우에, 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방이 감지된다.
높은 내부 에너지(U)는 제2 작동 상태의 활성화 시에만, 즉 선행된 제1 작동 상태의 종료 직후에만 발생될 수 있다. 연소실(10)로부터의 내부 에너지(U)의 누출에 의해 음파(14)가 발생된 이후에는 실린더(2) 내에 더 이상 에너지가 거의 존재하지 않게 된다. 도 2의 c)에 도시된 경우는 720°의 크랭크 축 각도의 단위로 기계적으로 반복되지만, 더 이상 높은 내부 에너지는 누출되지 않는다. 따라서, 특히 피스톤실의 기하 구조로 인해, 음파의 발생 가능성은 더 낮아진다. 그러므로 상술된 진단 방법은 제2 작동 상태의 활성화 직후에만, 즉 본원에서 고려되는 4행정 엔진의 예에서는, 제1 작동 상태에서 제2 작동 상태로의 전환 및 활성화 이후 처음으로 크랭크 축 각도가 720°에 도달하는 사이에만 가능하다.
도 3에는 내연 기관의 하나 이상의 실린더(2)의 하나 이상의 배기 밸브(4) 및/또는 하나 이상의 흡기 밸브(3)를 진단하기 위한, 엔진 제어 장치(18) 내에 예를 들어 소프트웨어 및/또는 하드웨어에 의해 구현될 수 있는, 본 발명에 따른 장치의 기능도가 도시되어 있다. 따라서 상기 진단 장치는 편의상 이하에서 제어 장치(18)와 동등하게 간주된다. 일반적으로 상기 제어 장치(18)는, 본 발명에 따른 진단 기능 외에 다른 기능들도 관장하는 엔진 제어 장치이다. 상기 장치(18)는, 정보 라인(17)을 통해 고체 전달음 센서(16)의 신호가 공급되는 분석 유닛(25)을 포함한다. 상기 분석 유닛(25)은 측정된 음파(14)를 특성화하는 하나 이상의 변수와 관련하여, 고체 전달음 센서(16)로부터 수신되는 음파(14)를 나타내는 고체 전 달음 센서(16)의 신호를 분석한다. 상기 변수들은 예를 들어, 음파의 진폭이나 음파의 음압 또는, 음파의 세기 또는, 음파의 출력일 수 있다. 상기 변수 또는 변수들은 비교 유닛(20)에서, 한계값 메모리(35)의 사전 설정된 한계값과 각각 비교된다. 고체 전달음 센서(16)의, 분석 유닛(25)에 의해 분석된 변수들이 한계값 메모리(35)의 사전 설정된 관련 한계값을 초과할 때나, 복수의 다양한 변수들을 분석하는 경우 상기 변수 전체가 사전 설정된 각각의 관련 한계값을 초과할 때, 비교 유닛(20)은 그의 출력부에서 셋 신호(set signal)를 에러 신호로서 송출하며, 이로 인해, 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 배기 밸브(4)의 잘못된 개방의 감지가 표시된다. 그렇지 않을 경우, 즉 고체 전달음 센서(16) 신호의, 분석 유닛(25)에 의해 분석된 변수가 사전 설정된 관련 한계값을 초과하지 않을 때나, 고체 전달음 센서(16) 신호의, 분석 유닛(25)에 의해 분석된 복수의 변수의 경우, 분석된 변수들 중 하나 이상의 변수가, 사전 설정된 관련 한계값을 초과하지 않을 때에는, 상기 에러 신호(F)가 세팅되지 않으며, 따라서 에러는 감지되지 않는다.
에러가 감지되는 경우, 상기 에러는 예를 들어 표시 유닛에서 재현될 수 있다. 에러 반응 조치로서, 출력이 감소된 내연 기관의 비상 작동이나, 그 결과로서 내연 기관의 작동 정지도 유도될 수 있다.
또한, 요구 유닛(40)으로부터 신호를 공급받는 타이밍 소자(30)가 장치(18) 내에 제공된다. 요구 유닛(40)은 내연 기관의 현재 동작점에 따라, 제1 작동 상태 또는 제2 작동 상태로 설정할지, 즉 예를 들어 완전 엔진 작동 또는 절반 엔진 작동으로 설정할지를 결정한다. 요구 유닛(40)이 제1 작동 상태를 토대로 제2 작동 상태가 설정되어야 한다고 결정하면, 상기 요구 유닛은, 예를 들어 전자기식 또는 전기 유압식 밸브 제어 장치의 경우에, 제2 작동 상태 동안 차단될 실린더의 전체 흡기 밸브 및 배기 밸브를 비활성화시켜 정상 상태로 또는 지속적으로 폐쇄되도록 하는 적절한 요구 신호를 생성한다. 상기 신호는 도 3에서 문자 A로 표시되어 있고, 또한 타이밍 소자(30)에 공급된다. 타이밍 소자(30)는 제1 작동 상태에서 제2 작동 상태로의 전환을 위한 요구 신호의 수신에 의해 시동되고, 요구 신호(A)의 수신에서부터 사전 설정된 시간이 경과 할 때까지를 계산하여 릴리스 신호를 비교 유닛(20)에 송출하고, 상기 전환을 실행하지 않을 경우 차단 신호를 송출하며, 상기 사전 설정된 시간은 예를 들어, 요구 신호(A)의 발생 시부터 상술한 흡기 밸브 및 배기 밸브의 비활성화 시까지 요구되는 반응 시간을 720°의 크랭크축 각도 간격에 가산한 것에 상응한다. 비교 유닛(20)이 상기 릴리스 신호를 수신하는 동안, 상기 비교 유닛은 상술된 비교를 실시하고, 상응하는 에러 신호(F)를 생성하며, 그렇지 않으면 리셋된 신호를 에러 신호(F)로서 송출한다. 더욱이, 720°의 크랭크 각도에 상응하는 사전 설정 시간을 산정하기 위해, 내연 기관의 현재 엔진 회전수가 타이밍 소자(30)에 공급되어야 하는데, 이는 간략화를 위해 도 3에서는 도시되지 않았지만 당업자에게 어차피 공지된 것이다.
고체 전달음 센서(16)의 신호로부터 분석 유닛(25)에 의해 분석되는 상기 변수들에 추가적으로 또는 대안적으로, 분석 유닛(25)은 수신된 고체 전달음 센서(16)의 신호로부터 고체 전달음 센서(16)에 의해 검출된 음파(14)의 하나 이상의 주파수 또는 주파수 스펙트럼도 분석할 수 있다. 이는 분석 유닛(25) 내에서의 주 파수 분석에 의해, 예를 들어 고속 푸리에 변환(Fast-Fourier-Transformation, FFT)을 이용하여 실시될 수 있다. 이어서, 검출된 음파(14)의 하나 이상의 측정된 주파수 또는 주파수 스펙트럼은 분석 유닛(25)으로부터 비교 유닛(20)으로 전달된다. 비교 유닛(20)은, 하나 이상의 주파수가 한계값 메모리(35)의 사전 설정된 주파수에 상응하는지와, 상기 주파수 성분이 마찬가지로 한계값 메모리(35) 내에 저장되어있는 사전 설정된 한계값 이상인지를 검사한다. 한계값 이상인 경우, 마찬가지로 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방이 감지되고, 에러 신호(F)가 세팅된다. 분석 유닛(25)에 의해 검출된, 고체 전달음 센서(16) 신호의 하나 이상의 주파수와 비교되는, 사전 설정된 하나 이상의 주파수들은 예를 들어 검사대 상에서, 하나 이상의 흡기 밸브(3)의 잘못된 개방 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방으로 인해 발생되는, 연소된 배기 가스(5)의 연소실(10)로부터의 누출을 특성화한 것으로서 검출되었을 수 있다. 이는, 하나 이상의 흡기 밸브(3)의 잘못된 개방 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방이 에러 원인으로서 감지될 수 있도록, 분석 유닛(25)에 의해 검출된, 고체 전달음 센서(16) 신호의 하나 이상의 주파수 성분이 초과해야하는 사전 설정된 한계값의 검출 시에도 적용된다.
일반적으로, 분석 유닛(25)은 상술된 방식으로 고체 전달음 센서(16) 신호의 주파수 스펙트럼을 검출할 수 있으며, 비교 유닛(20)은 분석 유닛(25)에 의해 수신된, 고체 전달음 센서(16) 신호의 주파수 스펙트럼에 의거하여, 상기 주파수 스펙트럼이, 사전 설정된 한계값 이상의 값을 가지는 하나 이상의 사전 설정된 주파수 성분을 포함하는지를 검사하며, 포함하는 경우 에러 신호(F)가 세팅된다. 이 경우, 사전 설정된 주파수 성분과 사전 설정된 한계값은 상술된 주파수 및 이의 한계값과 동일한 방식으로, 예를 들어 검사대 상에서 검출될 수 있다. 이 경우, 비교 유닛(20) 내에서는 에러 감지를 위해, 주파수 스펙트럼의, 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방을 특성화하는, 음파(14)의 하나 이상의 주파수 성분이, 해당 주파수 성분에 관련되고 마찬가지로 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방을 특성화하는 한계값 이상인지가 검사될 수도 있으며, 상기 주파수 성분과 이의 관련 한계값은 마찬가지로 상술된 방식으로, 예를 들어 검사대 상에서 적용될 수 있다.
앞서 기술한, 검출된 음파의 진폭 또는 상기 음파의 음압, 음파의 세기 또는 음파의 출력을 분석할 때도, 이들에 각각 관련되고 에러 감지를 위해 초과될 한계값은 예를 들어 검사대 상에서, 상기 초과가, 잘못 개방된 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 잘못 개방된 하나 이상의 배기 밸브(4)로 인해, 연소된 배기 가스(5)의 연소실(10)로부터의 배출을 특성화하는 방식으로 적용되며, 물론 그러한 에러가 존재하지 않으면 상기 한계값은 초과 될 수 없다.
도 4에는 최종적으로 본 발명에 따른 방법의 진행 예시를 나타내는 순서도가 도시되어 있다. 프로그램이 시작되면, 프로그램 단계(100)에서 요구 유닛(40)에 의해 요구 신호(A)가 발생함으로써 제1 작동 상태를 토대로 제2 작동 상태의 활성화를 위한 전환이 요구된다. 이어서 프로그램 단계(105)로 넘어간다.
프로그램 단계(105)에서, 타이밍 소자(30)가 시동된다. 이어서 프로그램 단 계(110)로 넘어간다.
프로그램 단계(110)에서, 분석 유닛(25)이 상술된 하나 이상의 변수와 관련하여 고체 전달음 센서(16) 신호를 분석한다. 이어서 프로그램 단계(115)로 넘어간다.
프로그램 단계(115)에서, 비교 유닛(20)은 분석된 변수가 관련 한계값을 초과하는지, 또는 복수의 변수들이 분석된 경우, 변수들 전체가 관련된 각각의 사전 설정 한계값을 초과하는지 검사하며, 주파수 분석의 경우, 분석 유닛(25)에 의해 검출된 주파수 또는 검출된 주파수 스펙트럼의 사전 설정된 주파수 성분(들)이, 사전 설정된 각각의 관련 한계값 이상인지가 프로그램 단계(115)에서 검사된다. 한계값 이상인 경우, 프로그램 단계(120)로 넘어가고, 그렇지 않다면, 프로그램 단계(125)로 넘어간다.
프로그램 단계(120)에서, 에러 신호(F)가 세팅된다. 이어서 상기 프로그램은 중지된다.
프로그램 단계(125)에서는 비교 유닛(20)이, 타이밍 소자(30)로부터 릴리스 신호가 아직 수신되는지 검사한다. 수신된다면, 다시 프로그램 단계(110)로 돌아가고, 수신되지 않는다면 프로그램은 중지된다.
연소된 배기 가스(5)가 연소실(10)로부터 갑자기 누출됨으로써, 흡기 밸브(3) 및/또는 배기 밸브(4)가 잘못 개방된 경우, 음파(14)는 상술된 방식으로 발생하여, 내연 기관의 지금까지의 작동에 의해 발생된 음파에 겹쳐지므로, 고체 전달음 센서(16)에 의해 수신되어 얻어지는 음파는 연소실(10)로부터 갑자기 누출되 는 연소된 배기 가스(5)로 인해 생성된 음파(14)에 의해, 분석 유닛(25)에 의해 분석된 변수(들)과 관련하여 현저하게 변화하며, 상기 변수들은 한계값 메모리(35)의 사전 설정된 한계값 또는 사전 설정된 주파수 성분 또는 사전 설정된 주파수를 이용하여 상술된 방식으로 측정되고, 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방을 감지하기 위해 사용된다.
실린더(2)의 모든 배기 밸브가 에러 없이 작동함이 확인되면, 세팅된 에러 신호(F)는 명백히 하나 이상의 흡기 밸브(3)의 잘못된 개방과 관련될 수 있다. 실린더(2)의 모든 흡기 밸브가 에러 없이 작동함이 확인되면, 세팅된 에러 신호(F)는 명백히 하나 이상의 배기 밸브(4)의 잘못된 개방과 관련될 수 있다.
분석을 위해서, 고체 전달음 센서(16)에 의해 수신되는 음파는 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)의 개방 에러의 예속과 일시적으로 관련될 수 있다. 제1 작동 상태를 토대로 제2 작동 상태의 활성화 시, 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 하나 이상의 배기 밸브(4)는 예측 가능한 크랭크 각도로 또는 예측 가능한 시간에 잘못 개방된다. 이로 인해 발생된 음파는 전파되고, 에러가 발생하는 경우에는 고체 전달음 센서(16)에 의해 예측된다. 상기의 일시적 관련에 의해, 잘못 개방된 하나 이상의 흡기 밸브(3) 및/또는 잘못 개방된 하나 이상의 배기 밸브(4)를 포함하는 실린더 또는 실린더들이 식별된다. 이는 엔진 제어 장치(18) 내에 공지된 각각의 실린더별 점화 순서에 따라, 상이한 시간에 또는 상이한 크랭크 각도에서 흡기 밸브 및/또는 배기 밸브가 잘못 개방될 것으로 예측되기 때문이다.
상기의 일시적 관련에 의해, 고체 전달음 센서(16)에 의해 수신되는 음파가 흡기 밸브 또는 배기 밸브의 개방 에러에 기인한 것인지, 또는 녹킹(knocking) 연소와 같은 다른 원인에 의해서 발생된 것인지도 구별된다.
도 1의 a) 내지 도 1의 c)는 흡기 밸브가 올바르게 폐쇄된 경우, 내연 기관 실린더의 작동을 도시한 도면.
도 2의 a) 내지 도 2의 c)는 흡기 밸브가 처음에는 폐쇄되었다가 이어서 잘못 개방된 경우 실린더의 작동을 도시한 도면이며, 도 2의 c)는 하나의 실린더에서 발생된 음파의 수신과 분석을 위한 장치를 추가적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 기능도.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 진행 예시에 대한 순서도.

Claims (8)

  1. 내연 기관의 하나 이상의 실린더(2)의 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 진단 방법에 관한 것이며, 내연 기관의 제1 작동 상태에서는 하나 이상의 실린더(2)의 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)가 활성화되며, 내연 기관의 제2 작동 상태에서는 하나 이상의 실린더(2)의 전체 가스 교환 밸브(3, 4)가 비활성화됨으로써 정상 상태로 폐쇄되는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법에 있어서,
    내연 기관에 의해 발생된 음파(14)가 측정되고, 측정된 음파(14)를 특성화하는 변수가 제1 작동 상태에서 제2 작동 상태로의 전환 시 현저히 변동하는지 검사되며, 현저히 변동하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 잘못된 개방이 감지되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서, 측정된 음파(14)를 특성화하는 변수로서 측정된 음파(14)의 진폭 또는 세기가 분석되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법.
  3. 제2항에 있어서, 측정된 음파(14)의 진폭 또는 세기가 사전 설정된 한계값과 비교되고, 비교 결과에 따라, 바람직하게는 측정된 음파(14)의 진폭 또는 세기가 사전 설정된 한계값을 초과하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 잘못된 개방이 감지되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 측정된 음파(14)를 특성화하는 변수로서 측정된 음파(14)의 하나 이상의 주파수 또는 하나 이상의 주파수 스펙트럼이 추정되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 진단은 측정된 음파(14)가, 사전 설정된 한계값보다 높은 하나 이상의 사전 설정된 주파수 성분을 포함하는지 검사되며, 포함하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 잘못된 개방이 감지되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 음파(14)는 고체 전달음 센서(16)에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 측정된 음파(14)를 특성화하는 변수의 유의한 변화가, 제1 작동 상태에서부터 제2 작동 상태의 활성화가 요구되는 또는 활성화되는 사전 설정된 시간 내에 발생할 때에만, 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 잘못된 개방이 감지되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 방법.
  8. 내연 기관의 하나 이상의 실린더(2)의 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 진단 장치(18)에 관한 것이며, 내연 기관의 제1 작동 상태에서는 하나 이상의 실린더(2)의 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)가 활성화되며, 내연 기관의 제2 작동 상태에서는 하나 이상의 실린더(2)의 전체 가스 교환 밸브(3, 4)가 비활성화됨으로써 정상 상태로 폐쇄되는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 장치에 있어서,
    내연 기관에 의해 발생된 음파(14)가 측정되고, 측정된 음파(14)를 특성화하는 변수가 제1 작동 상태에서 제2 작동 상태로의 전환 시 현저히 변동하는지 검사하며, 현저히 변동하는 경우, 하나 이상의 가스 교환 밸브(3, 4)의 잘못된 개방을 감지하는 비교 수단(20)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 내연 기관의 하나 이상의 실린더의 하나 이상의 가스 교환 밸브의 진단 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7158101B2 (ja) * 2019-03-29 2022-10-21 日立建機株式会社 インジェクタ故障診断装置及びインジェクタ故障診断方法
CN114829756A (zh) * 2019-12-20 2022-07-29 沃尔沃卡车集团 用于诊断动力传动系统的一部分的方法
KR20210152287A (ko) * 2020-06-08 2021-12-15 현대자동차주식회사 신호편차기반 인젝터 고장 기통 진단 방법 및 인젝터 고장 진단 장치
DE102021121478B4 (de) 2021-08-18 2023-07-13 Rolls-Royce Solutions GmbH Verfahren zum Überwachen des Betriebs einer Brennkraftmaschine, Steuergerät, eingerichtet zur Durchführung eines solchen Verfahrens, und Brennkraftmaschine mit einem solchen Steuergerät

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10249512B4 (de) * 2002-10-23 2005-04-07 Donnelly Hohe Gmbh & Co. Kg Fahrzeug mit einer Einrichtung zur Erkennung des aktuellen Ampelsignals
DE10253510A1 (de) * 2002-11-16 2004-05-27 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Sicht in einem Kraftfahrzeug
DE102005049777B4 (de) 2005-10-18 2018-05-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP2180178B1 (en) * 2008-10-21 2014-03-12 Magneti Marelli S.p.A. Method of detecting knock in an internal combustion engine

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