KR20100101684A - 내연 기관에서 온도값의 개연성을 체킹하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법에 관한 것으로, 상기 온도값의 측정값(TCO)을 확인하는 단계, 상기 온도값(T_냉각수)의 모델링값(TCO_SUB)을 확인하는 단계, 측정값(TCO) 및/또는 모델링값(TCO_SUB)을 하나 이상의 임계값(TCO_MAX, TCO_MIN)과 비교하는 단계, 상기 비교에 따라 상기 온도값의 개연성을 결정하는 단계 및 내연기관의 온도값에 따라 임계값(TCO_MAX)을 한정하는 단계를 포함한다.

Description

내연 기관에서 온도값의 개연성을 체킹하기 위한 방법{METHOD FOR CHECKING THE PLAUSIBILITY OF A TEMPERATURE VALUE IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 주 청구항의 전제부에 청구된 내연 기관에서 온도값의 개연성을 체킹하기 위한 방법에 관한 것이다.

내연 기관들(예, 오토 엔진들 및 디젤 엔진들)은 그 내부 마찰의 결과로서 온도-의존 손실 토오크를 나타내며, 상기 손실 토오크는 엔진 온도에 의해 감소적으로(degressively) 감소한다. 이것은 내연 기관들이 낮은 엔진 온도에서 차가운 시동 후에 비교적 큰 손실 토오크를 나타내는 반면, 내연 기관의 작동 온도가 도달된 후에 손실 토오크가 상당히 낮아진다는 것을 의미한다.

현재의 내연기관들에 의하면 엔진 온도는 온도 센서를 사용하여 냉각수 온도 또는 오일 온도를 측정하여 전형적으로 확인된다. 내연 기관의 온도-의존 손실 토오크는 이후 손실 토오크 및 엔진 온도 사이의 알려진 물리적 관계에 기초하여 엔진 온도의 측정값으로부터 계산된다. 내연 기관의 온도-의존 손실 토오크는 이후 내연 기관을 제어할 때 고려된다.

이러한 경우에서 온도 측정의 기능불량은 부정확한 손실 토오크가 계산되도록 야기되어, 이는 내연기관의 부정확한 제어에 이르게 하는 문제점이 있다. 예를 들어, 측정 에러의 결과로서, 내연기관의 너무 큰 손실 토오크가 계산되면, 전자 제어 유닛(ECU)가 가정된 손실 토오크를 보상하기 위해 자동차의 바라지 않는 가속을 야기한다.

내연 기관의 정확한 작동을 위한 정확한 온도 측정의 중요성 때문에 여기서 부정확한 온도 측정을 검출하기 위해 측정된 엔진 온도의 개연성이 모니터링될 법적 요구 사항들이 있다.

종래의 내연기관들에 의해, 이러한 개연성 체킹 내에서, 관심(예, 냉각수 온도, 오일 온도) 온도값에 대한 하나의 측정값 뿐만 아니라 온도값에 대한 모델링값(model value)이 확인되고, 이러한 모델링값은 내연기관의 기술적-물리적 모델에 기초하여 결정된다. 후속적으로 측정값은 이후 미리 결정된 온도-독립적 최소값과 비교되는 반면, 모델링값은 유사한 미리 정해진 온도-독립적 최대값과 비교된다. 최소값의 측정값에 못 미치고 모델링값이 최대값을 초과하면 온도 측정의 에러가 추정되고 상응하는 에러 플래그가 세팅된다. 그렇지 않으면 정확한 온도 측정이 개연성 체킹의 테두리 내에서 완결된다.

본 발명에 기술된 온도 측정의 개연성 체킹을 위한 알려진 방법의 단점은 임계값들(최대값, 최소값)이 고정값들로서 미리 결정되기 때문에 주위 조건들이 개연성 체킹 동안 고려되지 않는다는 사실이다.

냉각수 물 서모스탯(thermostat) 또는 관련 온도 센서의 진단을 위한 방법이 내연 기관의 손실 토오크가 손실 토오크로부터 추론된 온도에 의해 고려되는 DE 199 58 385 A1으로부터 알려져 있다. 덧붙여 이러한 공개는 모델링된 및 측정된 온도값들이 수행되는 개연성 체킹을 개시한다. 그러나 온도의 모델링값 및 측정값이 각각 임계값과 비교되는 것은 이러한 공개로부터 알려지지 않았다.

내연기관에서 온도 측정 동안 개연성 체킹을 위한 방법은 DE 10 2004 048 078 A1로부터 또한 알려져 있다. 여기서 과도한 모델링값은 에러를 검출하기 위해 확인될 온도의 측정값과 비교된다. 그러나 이러한 공개는 온도값 및 모델링값이 각각의 임계값과 각각 비교하는 것을 또한 개시하지 않는다.

본 발명의 기본 목적은 온도 측정의 개연성을 체킹하기 위해 여기에 기술된 알려진 방법을 개선하는 것이다.

이러한 목적은 기본 청구항에 따라 본 발명의 방법에 의해 달성된다.

본 발명은 토오크 에러와 기본 온도 측정 에러 사이의 의존이 감소하면서, 엔진 온도의 측정 에러들이 손실 토오크의 결정에서 온도-의존 토오크 에러를 야기한다는 기술 지식을 기초로 한다. 이것은 토오크 손실과 엔진 온도 사이의 의존성을 반영하는 특성 곡선이 더 낮은 온도에서 더 경사진 기울기를 갖기 때문에, 토오크 손실이 결정될 때 낮은 엔진 온도에서 상대적으로 작은 온도 측정 에러가 이미 상대적으로 큰 토오크 에러를 야기한다는 것을 의미한다. 한편 높은 엔진 온도에서(예, 작동 온도에서) 이러한 곡선은 편평하여 동일한 온도 측정 에러가 상당히 더 적은 토오크 에러를 야기한다.

따라서 본 발명은 고정된 온도-독립적인 임계값들 대신하여 온도 측정의 개연성 체킹의 테두리 내에서 엔진 온도에 따라 전형적으로 결정되는 가변하는 임계값들을 제공하는 일반적인 기술 교시를 포함한다.

개연성을 체킹하기 위한 본 방법의 테두리 내에서 내연 기관의 관심(예, 냉각수 온도, 오일 온도)의 온도값의 측정값이 마찬가지로 확인된다. 근래 자동차들의 임의의 이벤트에서 제공되어 냉각수 온도 또는 오일 온도를 측정하는 온도 센서들은 전형적으로 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.

덧붙여 기술적-물리적 모델을 사용하여 종래의 방식으로 확인되는 동일한 온도값의 모델링값이 본 방법의 테두리 내에서 확인된다.

측정값 및/또는 모델링값은 이후 온도값의 개연성이 비교에 따라 특정되도록 하기 위해 하나 이상의 임계값과 비교된다.

하나 이상의 임계값들이 고정되게 미리 결정되지 않고, 내연 기관의 온도에 따라 유연하게 한정되는 것이 본 발명의 테두리 내에서 중요하다.

본 발명의 변형에서 임계값은 온도값의 측정값에 따라 한정된다.

본 발명의 다른 변형에서 임계값은 온도값의 모델링값에 따라 대신 한정된다.

덧붙여 측정값이 모델링값에 따라 그리고 측정값에 따라 한정되는 것이 본 발명의 테두리 내에서 선택사항이다. 예를 들어 임계값은 측정된 값 및 모델링값의 평균에 따라 한정될 수 있다.

덧붙여 본 발명의 방법은 바람직하게 또한 온도-의존 손실 토오크의 제공이 내연기관의 온도값에 따라 확인되도록 하며, 이는 엔진 온도 및 결과적 손실 토오크 사이의 알려진 관계를 기초로 가능하다.

내연 기관은 이후 온도-의존 손실 토오크에 따라 본 발명의 방법의 테두리 내에서 제어될 수 있다.

본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에서 모델링값에 대한 손실 토오크와 온도값의 측정값에 대한 손실 토오크 사이의 토오크 차이에 대한 최대값이 미리 결정된다. 따라서 토오크 차이의 최대값이 손실 토오크의 온도-의존 확인에 대한 최대 허용 가능한 토오크 에러를 반영한다.

개연성 체킹에 대한 임계값은 이후 토오크 차이의 미리 결정된 최대값에 따라 결정된다. 따라서 바람직하게 개연성 체킹에 대한 임계값은 엔진 온도에 따라 한정될 뿐 아니라 허용될 수 있는 토오크 에러에 따라 한정된다.

본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에서 단일 임계값 뿐만 아니라 최대값 및 최소값이 온도값에 따라 특정된다. 바람직하게 모델링값은 이후 최대값 및 최소값과 비교된다. 덧붙여, 바람직한 예시적인 실시예에서, 최소값 및 최대값은 또한 바람직하게 최대값 및 최소값과 비교되는 측정값에 대해 결정된다.

모델링값 또는 측정값 각각과 다른 한편의 최대값 또는 최소값 사이의 비교에 대한 평가에서, 상이한 논리적인 결합들이 가능하다. 예를 들어 모델링값이 최대값을 초과하거나 최소값에 못 미치고, 동시에 측정값이 최대값을 초과하고 최소값의 목표에 못 미치면 측정 에러가 추정될 수 있다.

내연기관의 온도값이 냉각수 온도 또는 오일 온도를 포함할 수 있다고 이미 언급되었다. 그러나 본 발명은 내연기관의 온도값에 대해 여기서 주어진 예시들에 제한되지 않으며 또한 예를 들어 실린더 헤드 온도와 같은 내연기관의 다른 온도값들과 함께 실현될 수 있다. 결정적인 인자는 다만 온도값이 내연기관의 손실 토오크에 영향을 미친다는 것이다.

개연성 체킹의 결과에 의존하여, 내연기관의 작동은 이후 본 발명의 방법의 테두리 내에서 영향을 받을 수 있다. 예를 들어 개연성 체킹이 개연성이 없는 온도값을 발생시키면 비상 작동에 대한 전환(switchover)이 있을 수 있다. 이러한 긴급 작동에서 측정값 대신에 모델링값이 내연기관의 제어에서 고려될 수 있다. 다른 한편 온도 측정의 개연성 체킹이 개연성 있는 온도 측정값을 발생시키면, 내연기관은 바람직하게 정상적으로 작동되며, 온도값의 측정값이 내연기관을 제어하기 위해 바람직하게 포함된다.

본 발명은 여기에 기술된 본 방법에 제한되지 않을 뿐 아니라 본 발명의 방법을 실행하는 전자 엔진 제어 유닛을 포함한다는 것이 또한 언급되어야 한다.

본 발명은 또한 프로그램 저장 장치(예, 디스켓, CD, DVD, 하드 디스크, 반도체 메모리)를 포함하며, 여기에 프로그램이 전자 엔진 제어 유닛에서 수행될 때 본 발명의 방법을 실행하는 제어 프로그램이 저장된다.

본 발명의 다른 장점의 전개들이 종속항들에 포함되거나 도면에 대해 본 발명의 바람직한 실시예의 기술과 함께 아래에서 설명될 것이다.

도 1은 내연기관의 냉각수 온도와 내연기관의 결과적인 손실 토오크 사이의 관계를 재생산한 특성 곡선이며, 본 다이어그램은 작동 온도에서 온도 측정을 도시하고;
도 2는 냉각 시동 후에 온도 측정이 도시된, 도 1로부터의 특성 곡선이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 개연성 체킹의 테두리 내에서 실행될 수 있는 프로서저들에 의해 상이한 순서도들이고, 또한
도 7은 개연성 체킹의 결과가 내연기관의 작동 동안 어떻게 고려되는지를 도시한 순서도이다.

도 1 및 도 2는 내연기관의 냉각수 온도(T_냉각수)에 대한 내연기관의 손실 토오크 (M_손실)의 의존성을 도시한 개략적인 형태의 특성 곡선 1을 도시한다. 이것으로부터 특성 곡선 1이 감소적인 온도 의존성을 나타내는 것이 보여질 수 있다. 이것은 도 1에서와 같이 상대적으로 높은 냉각수 온도(T_냉각수)에서 온도 변화들이 결과적인 토오크 손실(M_손실)에 상대적으로 작은 영향을 미치는 반면, 도 2에서와 같이 상대적으로 작은 냉각수 온도들(T_냉각수)에서 온도 변화들이 결과적인 토오크 손실(M_손실)에 상대적으로 큰 영향을 미친다는 것을 의미한다.

따라서 2 개의 도면 각각은 관련된 온도 측정 에러(ΔT) 및 결과적인 토오크 에러(ΔM)와 마친가지로 온도 측정값(T_측정) 및 실제 온도값(T_실제)을 나타낸다.

허용 가능한 토오크 에러(ΔM)에 대한 최대값(ΔM_MAX)이 현재 결정된다면, 허용 가능한 최대 온도 측정 에러(ΔT)는 냉각수 온도(T_냉각수)에 의존된다. 따라서 도 1에서와 같이 작동 온도에서, 상대적으로 큰 온도 측정 에러(ΔT)가 허용될 수 있는 반면, 도 2에서와 같이 냉각 시동에 대한 허용 가능한 온도 측정 에러는 상당히 낮다.

시험 프로시저는 개연성 체킹을 위한 본 발명의 방법의 테두리 내에서 실행되는 도 3에서의 순서도에 기초하여 아래에 이제 기술된다.

제 1 단계(S1)에서 손실 토오크(M_손실)에 대한 최대값(ΔM_MAX)이 내연기관에 대해 초기에 미리 결정된다.

순차적으로, 단계(S2)에서 냉각수 온도(T_냉각수)의 측정값(TCO: Temperature Coolant Outlet)이 측정되며, 이러한 목적을 위해 종래의 온도 센서가 사용된다.

추가적인 단계(S3)에서, 기술적-물리적 모델에 기초하여, 냉각수 온도(T_냉각수)의 모델링값(TCO_SUB)이 이후 확인되며, 이는 종래 방식으로 행해져서 더 이상 자세하게 기술될 필요 없다.

단계(S4)에서 모델링값(TCO_SUB)에 대한 임계값(TCO_MAX)은 이후 다음의 공식에 따라 측정값(TCO) 및 최대값(ΔM_MAX)으로부터 확인된다:

TCO_MAX = f(TCO, ΔM_MAX)

추가적인 단계(S5)에서 이후 모델링값(TCO_SUB)이 최대값(TCO_MAX)을 초과하는지에 대해 비교되어 진다.

만약 그렇다면, 에러 플래그가 이후 단계(S6)에서 세팅된다.

만약 그렇지 않다면 단계(S6)가 대신 스키핑(skip)되어 시험 프로시저가 종료된다.

도 4 내지 도 6의 순서도는 대개 도 3에 따라 기술된 순서도와 매칭되어서, 읽는 사람이 어떠한 반복도 피하도록 전술된 설명에서 참조된다.

도 4에 따라 예시적 실시예의 특정 특징은 최소값(TCO_MIN)이 모델링값(TCO_SUB)에 대해 확인된다는 것이다.

도 5 및 도 6에서 시험 프로시저들의 특정 특징은 임계값과 비교되는 모델링값(TCO_SUB)이 아니라 측정값(TCO)이라는 것이다. 도 5에서 측정값(TCO)과 최소값(TCO_MIN) 사이에 여기서 비교되는 반면, 도 6에서 측정값(TCO)과 최대값(TCO_MAX)사이에서 비교가 만들어 진다.

도 3 내지 도 6에 따라 여기에 기술된 시험 프로시저들은 개연성을 체킹하기 위한 방법의 기초 테두리 내에서 계속해서 실행될 수 있고, 각각의 경우에 단계(6)에서 세팅된 에러 플래그들이 논리적으로 서로 결합할 수 있다. 예를 들어 온도 측정의 시스템 에러는 하나 이상의 단일 에러 플래그가 세팅되면 추정될 수 있다. 대안적으로 다수의 에러 플래그들이 세팅된다면 온도 측정의 시스템 에러만이 추정되는 선택(option)이 존재한다.

도 7은 개연성 체킹의 결과가 내연기관의 작동 동안 어떻게 고려되는지를 도시한 것이다.

따라서, 단계(S1)에서 여기서 기술된 본 발명의 개연성 체킹이 초기에 실행된다.

단계(S2)에서 이후 에러 플래그가 세팅되는지에 대해 체킹이 이루어진다.

이것이 그 경우라면 단계(S3)에서 내연기관의 긴급 작동이 시작되고, 모델링값(TCO_SUB)이 내연기관의 제어에서 고려된다.

그렇지 않으면, 단계(S4)에서, 내연기관의 정상적인 작동이 측정값(TCO)에 의해 실행된다.

본 발명은 여기서 기술된 바람직한 예시적 실시예에 제한되지 않는다. 대신에 본 발명의 사상을 또한 사용하고 따라서 보호의 범주 내에 있는 다수의 변형례들 및 파생례들이 가능하다.

Claims (12)

1. 내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법에 있어서,
   a) 상기 온도값(T_냉각수)의 측정값(TCO)을 확인하는 단계,
   b) 상기 온도값(T_냉각수)의 모델링값(TCO_SUB)을 확인하는 단계,
   c) 상기 측정값(TCO) 및/또는 상기 모델링값(TCO_SUB)을 하나 이상의 임계값(TCO_MAX, TCO_MIN)과 비교하는 단계,
   d) 상기 비교에 의존하여 상기 온도값(T_냉각수)의 개연성을 결정하는 단계
   e) 상기 내연기관의 온도값(T_냉각수)의 상기 측정값(TCO) 및/또는 상기 모델링값(TCO_SUB)에 따라 상기 임계값(TCO_MAX, TCO_MIN)을 한정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내연기관의 온도값(T_냉각수)에 따라 상기 내연기관의 온도-의존 토오크 손실(M_손실)을 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 온도-의존 토오크 손실(M_손실)에 따라 상기 내연기관을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   a) 상기 모델링값(TCO_SUB)에 대한 상기 토오크 손실(M_손실)과 상기 온도값의 측정값(TCO)에 대한 토오크 손실(M_손실) 사이의 토오크 차이에 대한 최대값(ΔM_{M AX})을 결정하는 단계,
   b) 상기 토오크 차이의 미리 결정된 최대값(ΔM_MAX)에 따라 상기 개연성 체킹을 위해 상기 임계값(TCO_MAX, TCO_MIN)을 한정하는 단계를 더 포함하는 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 상기 모델링값(TCO_SUB)에 대한 온도값(T_냉각수)에 따라 최대값(TCO_MAX)이 특정되고,
   b) 상기 온도값(T_냉각수)에 의존하여 최소값(TCO_MIN)이 상기 모델링값(TCO_SUB)에 대해 특정되고,
   c) 상기 모델링값(TCO_SUB)이 상기 최대값(TCO_MAX)과 비교되고,
   d) 상기 모델링값(TCO_SUB)이 상기 최소값(TCO_MIN)과 비교되는 것을 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   a) 상기 온도값(T_COOLANT)에 의존하여 최대값(TCO_MAX)이 상기 측정값(TCO)에 대해 한정되고,
   b) 상기 온도값(T_COOLANT)에 의존하여 최소값(TCO_MIN)이 상기 측정값(TCO)에 대해 한정되고,
   c) 상기 측정값(TCO)이 상기 최대값(TCO_MAX)과 비교되고,
   d) 상기 측정값(TCO)이 상기 최소값(TCO_MIN)과 비교되는 것을 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 온도값(T_COOLANT)이 상기 내연기관의
   a) 냉각수 온도,
   b) 오일 온도,
   c) 실린더 헤드 온도들 중 하나를 반영하는 것을 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개연성 체킹이 개연성 없는 온도값(T_냉각수)을 발생시킨다면 상기 내연기관을 긴급 작동 모드로 전환(switch over)하는 단계를 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 내연기관을 긴급 작동 모드로 제어하기 위해, 상기 모델링값(TCO_SUB)이 상기 측정값(TCO) 대신에 고려되는 것을 특징으로 하는
   내연기관에서 온도값(T_냉각수)의 개연성 체킹을 위한 방법.
10. 내연기관을 제어하기 위한 엔진 제어 유닛으로서,
    상기 엔진 제어 유닛이 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는
    내연기관을 제어하기 위한 엔진 제어 유닛.
11. 제어 프로그램이 저장된 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 제어 프로그램이 내연기관의 전자 엔진 제어에서 실행될 수 있으며 실행 동안 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법을 실행할 수 있는
    제어 프로그램이 저장된 컴퓨터 프로그램 제품.
12. 제 11 항에 있어서,
    a) 디스켓,
    b) CD,
    c) DVD,
    d) 반도체 메모리 제품 중 하나인
    제어 프로그램이 저장된 컴퓨터 프로그램 제품.

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