KR20130025342A

KR20130025342A - 에어 시스템 내의 에러 모니터링을 위한 추정 급기비 인자의 이용

Info

Publication number: KR20130025342A
Application number: KR1020120096055A
Authority: KR
Inventors: 토마스 블라일레; 슈테판 미햐엘; 안드라스 몬트바이; 크리스티나 횝프너; 마르크 링아이젠
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2013-03-11
Also published as: DE102011081959A1; US20130060445A1; CN102966451A

Abstract

본 발명은 내연기관(4)을 갖는 엔진 시스템(2) 내의 에러 모니터링용 장치에 관한 것이며, 상기 엔진 시스템(2)은 급기비(51, 58)로 내연기관(4)에 공기(19)를 공급하도록 형성되고, 상기 급기비(51, 58)는 내연기관(4) 내 공기(19)의 실제 체적 유량이, 내연기관(4) 내 공기(19)의 이상적이면서 이론상 가능한 체적 유량에 대해 어느 정도의 비율을 나타내는지를 설명하며, 상기 에러 모니터링용 장치는 급기비(51, 58)에 따라 엔진 시스템(2) 내에서 에러를 확인하도록 형성된다.

Description

에어 시스템 내의 에러 모니터링을 위한 추정 급기비 인자의 이용{USAGE OF AN ESTIMATED DELIVERY-RATIO FACTOR FOR THE ERROR MONITORING IN AN AIR SYSTEM}

본 발명은 내연기관을 탑재한 차량의 온 보드 진단 시스템에 관한 것이다.

온 보드 진단 시스템은, 작동 중에 배기가스에 영향을 주는 모든 시스템을 모니터링하고 경우에 따라 발생하는 에러를 메모리에 저장함으로써 상기 에러가 전문 정비소에서 질의되고 필요에 따라 교정될 수 있게 하는 차량 진단 시스템이다.

상기 유형의 온 보드 진단 시스템에서 지금까지 공지된 대부분의 기능은 대부분 매우 드물게 발생하는 작동점에서 내연기관 내부의 특징을 측정하고 공칭 상태에 대해 상기 특징을 비교하는 것이다. 대체되는 실시예에 따라서는 이른바 관입 시험(intrusive test)이 실행될 수 있다. 상기 관입 시험은 측정을 위한 조건을 제공하기 위해 특정 작동점에서 시스템에 개입하는 것이다. 그러나 어느 경우에서든 공칭 상태에서의 상황은 측정치가 그 상황에 대해 비교될 수 있도록 하기 위해 저장되어야 한다. 그러나 메모리는 고가일 뿐 아니라 공간도 필요로 하는데, 이러한 공간은 차량의 엔진 개회로 제어 장치 내에 제한적으로만 제공된다.

본 발명의 과제는 내연기관을 갖는 엔진 시스템 내에서 에러 모니터링을 실행하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서는 청구항 제1항에 따라 엔진 시스템 내의 에러 모니터링용 장치와, 종속 청구항 제5항 및 제11항에 따른 엔진 시스템 및 방법이 제공된다.

추가의 바람직한 구현예들은 종속 청구항들에서 제시된다.

본 발명의 제1 관점에 따라서는, 내연기관을 포함하는 엔진 시스템 내의 에러 모니터링용 장치가 제공되고, 엔진 시스템은 급기비로 내연기관에 공기를 공급하도록 형성되고, 급기비는 내연기관 내 공기의 실제 체적 유량이 내연기관에서 공기의 이상적이면서 이론상 가능한 체적 유량에 대해 어느 정도의 비율을 나타내는지를 제시하며, 상기 에러 모니터링용 장치는 급기비에 따라 엔진 시스템 내 에러를 확인하도록 형성된다.

본 발명에 따른 장치는, 종래의 엔진 시스템 내의 에러 모니터링용 장치에 비해서 더욱 작은 저장 공간을 필요로 한다는 장점이 있다. 이는 에러 검출을 위한 특징에 대해 급기비가 에러 모니터링용 장치와 무관하게 예컨대 충전 폐회로 제어 장치의 작동을 위해 필요한 엔진 시스템 내 변수로서 선택됨으로써 달성된다. 이와 같은 방식으로, 공칭 상태에 대한 비교를 위한 데이터가 별도로 결정되어 메모리에 저장되지 않아도 된다. 급기비 추정/검출의 시간 상수는 대략 충전 폐회로 제어의 시간 상수 범위 이내에 존재한다. 따라서 급기비는 지금까지 공지된 시스템들과 비교하여 상대적으로 신속하게 제공된다. 이는 모니터링이 이루어질 수 있는 범위를 확대하는데, 그 이유는 예컨대 개회로 제어되는 상대적으로 짧은 작동 상태에서 급기비 검출을 이용하는 점도 생각해볼 수 있기 때문이다. 급기비는 이 급기비가 이미 공칭 상태(정상적인 주행 모드)에 적용된 변수와 비교됨으로써 계산된다. 그러므로 공칭 상태에서의 상황을 별도로 적용하고 저장할 필요가 없다. 이는 애플리케이션의 복잡도를 감소시키면서 개회로 제어 장치 내 메모리 소요도 감소시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따라 본원의 장치는 하기의 특징들을 포함할 수 있다.

- 급기비를 측정하기에 적합한 측정 장치,

- 급기비를 추정하기에 적합한 추정 장치,

- 추정 급기비를 기반으로 측정 급기비의 타당성을 검사하기에 적합한 검사 장치.

추정 장치는 특히 내연기관의 제공되는 모델을 기반으로 급기비를 추정할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 본원의 장치는 내연기관에 의해 구동되는 차량을 위한 차량 진단 시스템이다. 온 보드 진단 시스템처럼 차량 진단 시스템들은 전혀 차량 자체의 기능을 위해 이용되지 않는, 법적으로 규정된 차량 내 장치이다. 차량 진단 시스템들은 환경 보호 규정을 준수하기 위해서만 이용된다. 본 발명에 따른 장치에 의해서 상기 유형의 차량 진단 시스템은 차량의 완벽한 기능을 위해 어차피 계산되어야만 하는 특징들에 따라 실행될 수 있으며, 이런 점은 엔진 개회로 제어 장치 내 자원을 절감한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따라, 타당성 검사를 위한 검사 장치는 측정 급기비와 추정 급기비 사이의 차이를 계산하고, 상기 차이가 사전 설정된 값을 초과하면 에러를 송출하기 위해 제공될 수 있다. 사전 설정된 값과 차이를 비교하는 것에 의해서는, 차량의 주목할 만한 거동 에러를 초래하지 않는 공칭 상태의 편차를 무시할 수 있게 하는 공차가 시스템 내로 도입된다.

본 발명의 추가의 관점에 따라, 차량을 구동하기 위한 엔진 시스템은 연료의 연소를 위한 충전 흡입물, 즉 기체를 수용하고 연료의 연소 후 배출 공기를 송출하기 위한 내연기관과, 급기비 인자의 타당성 검사 결과 측정 급기비 인자와 추정 급기비 인자 사이에 편차가 나타나면 에러를 송출하기 위한 본 발명에 따른 장치를 포함한다. 본 발명에 따른 엔진 시스템에서는 간단한 방식으로 부적합한 배기가스 값이 검출될 수 있으며, 이때 엔진 시스템 내에 추가적인 측정 시스템을 구현할 필요도 없다.

본 발명의 일 개선예에 따라, 엔진 시스템은 엔진 시스템 내로 기체를 흡입하기 위한 흡기 트랙트(intake tract)와, 배출 공기 중 적어도 일부분을 내연기관 내로 재순환하기 위한 배기가스 재순환부와, 충전을 위한 재순환된 배출 공기와 신선 공기를 혼합하기 위한 혼합 섹션을 포함한다. 이처럼 산화 질소와 같은 배출 공기 내에서 방출 유해 물질의 성분을 감소시킬 수 있게 하는 배기가스 재순환부가 제공된다.

추가의 일 개선예에 따라서는, 내연기관 내 압력, 온도 및 엔진 속도를 기반으로 급기비를 측정하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 이처럼 급기비의 측정은 이미 내연기관 내에 제공되어 있는 센서들로 가능하다.

대체되거나 추가되는 실시예에 따라, 흡입된 기체의 엔탈피 유량과 재순환된 배출 공기의 엔탈피 유량 사이의 엔탈피 유량 밸런스를 기반으로 급기비를 추정하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 엔탈피 유량 밸런스는 엔진 시스템 내에서 이미 제공되어 있는 센서들로 측정되며, 그럼으로써 급기비의 추정을 위한 한계 조건은 엔진 시스템 내 추가적인 기술적 변경 없이도 결정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라, 배기가스 재순환부를 통해 재순환된 배출 공기의 유동량을 기반으로 재순환된 배출 공기의 엔탈피 유량을 추정하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 이런 추정은 예컨대 간단한 방식으로 위치 신호/작동 신호와 같이 배기가스 재순환부 내 밸브에 존재하는 측정 변수들을 기반으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 추가의 일 실시예에 따라, 혼합 섹션을 통해 재순환된 배출 공기의 유동량을 기반으로 재순환된 배출 공기의 엔탈피 유량을 추정하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 이런 추정은 간단한 방식으로, 흡입된 기체의 엔탈피 유량과 내연기관 내 엔탈피 유량 사이의 엔탈피 유량 밸런스를 통해 가능하다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 급기비의 추정을 위해, 배기가스 재순환 밸브의 작동 신호를 기반으로 계산되는 엔탈피 유량, 또는 혼합 상태에서의 엔탈피 밸런스를 기반으로 모델링된 엔탈피 유량을 선택하기 위한 장치가 제공될 수 있다. 신호대 잡음비와 관련하는 급기비의 신호 품질은 항상 일정하게 양호한데, 그 이유는 급기비가 다양한 정보원의 이용에 의해 계산되기 때문이다. 이 경우 둔감한 영역 또는 작동 상태는 억제되며, 그럼으로써 항상 충분한 품질을 갖는 신호가 제공된다. 지금까지 공지된 온 보드 진단 시스템에서 특징을 계산할 경우에는, 예컨대 신호의 잡음이 사라지는 정도가 심한 상기 둔감한 영역들은 분명하게 작동 영역 제한에 의해 억제되어야만 한다.

본 발명의 추가의 관점에 따라, 급기비로 내연기관 내로 기체의 충전을 실행하는 엔진 시스템 내의 에러 모니터링용 방법이며, 이때 급기비는 엔진 내 실제 체적 유량이 엔진에서 이상적인 (이론상 가능한) 체적 유량에 대해 어느 정도의 비율을 나타내는지를 제시하는, 상기 에러 모니터링 방법은, 하기 단계들, 즉 급기비를 측정하는 단계와, 급기비를 추정하는 단계와, 추정 급기비를 기반으로, 측정 급기비의 타당성을 검사하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의해, 내연기관을 갖는 엔진 시스템 내에서 에러 모니터링을 실행하기 위한 방법 및 장치가 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 다음에서 첨부된 도면에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 엔진 시스템을 도시한 블록 회로도이다.
도 2는 도 1의 블록 회로도를 단순화하여 도시한 회로도이다.
도 3은 추정 급기비를 기반으로 측정 급기비를 검사하기 위한 블록 회로도이다.

도 1이 참조된다. 도 1에는 내연기관(4)을 포함하는 엔진 시스템(2)이 도시되어 있다.

공기 공급부(6)를 통해서 내연기관(4)에는 우선 화살표로 표시된 흐름 방향으로 신선 공기(10)가 공급된다. 공기 공급부(6) 내에는 신선 공기 유동량(11)을 측정하여 엔진 개회로 제어 장치(13)로 송출하는 공기 질량 측정 장치(12)가 예컨대 고온 필름 공기 질량 센서의 형태로 배치된다. 또한, 대체되는 실시예에 따라서는, 신선 공기 공급부가 모델링될 수도 있으면서, 필요한 센서는 에어 시스템 내 또 다른 위치에서 모델링될 수 있다. 하기에서 신선 공기 유동량(11)에는 공식 기호 "

"이 할당된다.

흐름 방향에서 공기 질량 측정 장치(12)의 후방에는 공기 공급부(6) 내에 하나 또는 복수의 압축기(14)가 배치될 수 있다. 압축된 기체는 도면 부호 "15"로 표시되어 있다.

흐름 방향에서 압축기(14)의 후방에 위치하는 공기 공급부(6)의 부분은 하기에서 흡기관(16)으로서 지칭된다. 흡기관(16)으로는 유입구(17)에서 배기가스 재순환 채널(18)을 경유하여 엔진 시스템(2)의 배기가스 분기 장치(22)로부터 배기가스(20)가 공급될 수 있다. 이처럼 발생하는 엔진 공기(19)는 내연기관(4)으로 공급된다. 배기가스 분기 장치(22) 내 배기가스(20) 및 엔진 공기(19)의 흐름 방향은 화살표로 표시되어 있다. 재순환된 배기가스는 도면 부호 "21"로 표시되어 있으며 그 흐름 방향도 마찬가지로 화살표로 표시되어 있다. 엔진 기체(19) 내로, 또는 압축된 기체(15) 내로는, 예컨대 몇몇 가솔린 엔진에서의 경우처럼, 연료가 분사될 수 있다. 또한, 대체되는 실시예에 따라서, 연료는 디젤 엔진에서 통상적인 것처럼 내연기관 내로 직접 분사될 수도 있다.

흐름 방향에서, 흡기관(16) 내로 향하는 배기가스 재순환 채널(18)의 유입구(17)의 후방에서는, 흡기관(16) 내에 압력 센서(24) 및 온도 센서(26)가 배치된다. 온도 센서(26) 및 압력 센서(24)는 경우에 따라 재순환된 배기가스(21) 주위에서 농후해져 공급되고 압축된 기체(15)의 온도(28) 및 압력(30)을 측정하고 이들을 엔진 개회로 제어 장치(13)로 송출한다. 또한, 압력 및 온도 정보는 배치된 또 다른 센서들을 기반으로 모델링될 수도 있다.

배기가스 재순환 채널(18) 내에는 재순환된 배기가스(21)의 양을 개회로 제어하기 위해 배기가스 재순환 밸브(32)가 배치된다. 이미 설명한 것처럼, 내연기관(4)은 송출 측에 배기가스 분기 장치(22)를 포함하며, 이 배기가스 분기 장치(22)로부터 배기가스 재순환 채널(18)이 분기된다. 배기가스 분기 장치(22) 내에서 흐름 방향에서 배기가스 재순환 채널(18)의 분기부의 후방에는 하나 또는 복수의 터빈(34)이 배치될 수 있으며, 이 터빈은 예컨대 압축기(14)를 구동한다. 또한, 내연기관(4)에는 내연기관(4)의 엔진 속도(38)를 측정하여 엔진 개회로 제어 장치(13)로 송출하는 속도 센서(36)도 배치된다.

하기에서 충전으로서 지칭되는 엔진 기체(19)의 유동량에는 하기의 계산을 위해 공식 기호 "

"가 할당된다. 충전은, 예컨대 공기 질량 측정 장치(12)로 측정되는 공식 기호 "

"를 갖는 흡입 기체 유동량(11)과 재순환된 배기가스(21)의 유동량의 합으로 제공된다. 폐쇄된 배기가스 재순환부 내에서 공기 질량 측정 장치(12)에 의한 측정 외에도 충전

은 또한 하기식(1)과 같이 계산될 수 있다.

방정식 (1)에서 λ _α 는 엔진 내 실제 체적 유량이 엔진에서 이상적인 (이론상 가능한) 체적 유량에 대해 어느 정도의 비율을 나타내는지를 지시하는 도 3에 도시된 급기비(58)이다. V_H는 내연기관(4)의 배기량이다. n은 내연기관(4)의 엔진 속도(38)이다. p는 흡기관(16) 내에서 압력 센서(24)에 의해 측정된 압력(30)이다. R은 일반적인 기체 상수이다. T는 흐름 방향에서 재순환된 배기가스(21)의 유입구(17)의 후방에서, 흡기관(16) 내에서 온도 센서(26)에 의해 측정되었거나 모델링된 온도(28)이다.

급기비(58)의 측정을 위해, 예컨대 보정 측정(calibration measurement)에서 배기가스 재순환부(18)가 차단되고 충전이 결정될 수 있다. 급기비(58)에 대한 측정값은 급기비(58)에 따라 방정식 (1)의 분해에 의해 결정될 수 있다.

측정 급기비(58)는 본 발명에 따라 그 타당성이 검사된다. 이를 위해 상기 측정 급기비는 예컨대 한번 더 추정되고 이를 기반으로 검사될 수 있다. 상기 유형의 추정 및 검사는 예시로서 도 2와 도 3에 따라 설명되며, 이 도 2 및 도 3에서 도 1과 동일한 부재는 동일한 도면 부호로 표시되며 재차 설명되지는 않는다.

도 2에서 하나 또는 복수의 압축기(14)는 엔진 내 공기 공급부를 저압 영역과 고압 영역으로 분리한다. 저압 영역에서, 흡입된 신선 공기(10)는 도 1에 미도시된 저압 밸브(40)를 통해 안내되고 터빈(34) 이후에 배기가스(22)의 일부와 혼합된다. 저압 영역에서 혼합될 배기가스(22)의 양은 저압 배기가스 재순환 밸브(42)를 통해 개회로 제어된다. 고압 영역에서 유입구(17)로 향하는 압축된 신선 공기(15)의 공급은 도 1에는 미도시된 스로틀 밸브(48)를 통해 개회로 제어된다.

도 3에서는 추정 급기비(51)를 기반으로 측정 급기비(58)의 타당성 검사를 결정하는 구조도가 도시되어 있다. 추정 급기비(51)의 결정과 관련하여 도 3에 도시된 흐름도는 밸런싱 섹션(54)과 추정 섹션(56)을 포함한다. 추정에 이어서 측정 급기비(58)는 검사 섹션(57)에서 추정을 기반으로 검사된다.

본 실시예에서 급기비(58)의 추정을 위한 추정 원리는 재순환된 배출 공기(21)의 유동량인데, 그 이유는 상기 변수가 대부분의 차량에서 중복해서 결정될 수 있으며, 그럼으로써 추정을 위해 재순환된 배출 공기(21)의 유동량에 대한 값이면서 최고의 정보 보유량을 갖는 상기 값이 항상 고려될 수 있기 때문이다. 예컨대 배기가스 재순환 채널(18) 내의 밸브(32)가 폐쇄되지만, 재순환된 배출 공기(21)의 유동량에 대한 값들 중 하나의 값이 영보다 크다면, 그 값은 분명히 잘못된 것이기 때문에 그 값의 정보 보유량은 영과 동일하다.

밸런싱 섹션(54)에서는 재순환된 배출 공기(21)의 유동량에 대한 값(76)이 추정 섹션(56)을 위한 추정 원리로서 결정된다. 이는 실질적으로 충전과 신선 공기 유동량(11)의 밸런싱을 기반으로 이루어진다. 그러나 구현 가능성을 이유로 유동량들 자체가 밸런싱되는 것이 아니라, 유동량들의 관련 엔탈피 유량들이 밸런싱된다. 계산을 실행하기 위해 밸런싱 섹션(56)에는, 엔진 시스템(2)으로부터 압력(30), 측정 급기비(58), 엔진 속도(38) 및 신선 공기 유동량(11)이 공급된다. 도 3에 도시된 온도 센서(52)로부터 스로틀 밸브(48)의 전방에서, 압축된 신선 공기(15)의 온도(60)가 밸런싱 섹션(54)에서 제공되며, 상기 온도에는 공식 기호 "T_vD"가 할당된다. 동일한 방식으로 공식 기호 "T_A"가 할당되는, 배기가스 재순환 채널(18) 내 온도(61)가 검출되어 밸런싱 섹션(54)에 제공된다. 또한, 측정에 대체되는 실시예에 따라, 스로틀 밸브(48) 전방의 온도 및 배기가스 재순환 채널(18) 내의 온도가 모델링될 수도 있다.

스로틀 밸브(48)를 통과하는 엔탈피 유량(62)의 결정은 밸런싱 섹션(54) 내에서 공식 기호 "

"이 할당되는 함수 표현식(f₁)을 갖는 제1 함수(64)에 따라 이루어진다. f₁에는 하기 방정식(2)에 따라 스로틀 밸브(48) 전방의, 압축된 신선 공기(15)의 온도(60)와 신선 공기 유동량(11)이 대입된다.

제1 함수(64)의 함수 표현식(f₁)은 엔탈피 유량 결정을 위한 열역학적 접근법을 통해 유도될 수 있다.

내연기관(4)을 통과하는 엔탈피 유량(65)을 결정하기 위해서는 우선 공식 기호 "

"가 할당되며 내연기관(4)을 통과하는 체적 유량(38)이 결정되어야 한다. 이는 하기 방정식(3)에 따라 측정 급기비(58) 및 엔진 속도(38)를 기반으로 함수 표현식(f₂)을 갖는 제2 함수(66)에서 이루어진다.

제2 함수(66)의 함수 표현식(f₂)은 엔진에서 체적 밸런스를 통해 유도될 수 있으며, 예컨대 엔진 개회로 제어 장치(13)의 메모리에 저장될 수 있다. 그런 다음 공식 기호 "

"가 할당되는, 내연기관(4)을 통과하는 엔탈피 유량(65)은, 밸런싱 섹션(54)에서, 하기 방정식(4)에 따라 내연기관(4) 내 압력(30)과 앞서 계산된 체적 유량(68)을 기반으로 함수 표현식(f₃)을 갖는 제3 함수(70)를 통해 제공된다.

제3 함수(70)의 함수 표현식(f₃)은 엔탈피 유량 결정을 위한 열역학적 접근법을 통해 유도될 수 있다.

배기가스 재순환 채널(18) 내에서 밸브(32)를 통과하면서 공식 기호 "

"를 갖는 엔탈피 유량(72)의 밸런싱을 위해, 변형예에서는, 유입구(17)에는 질량이나 엔탈피가 저장될 수 없다는 점이 가정된다. 그런 다음 밸런싱된 엔탈피 유량(72)은 하기 방정식(5)에 따라 제공된다.

상기 방정식은 혼합 상태의 저장 효과뿐 아니라 벽의 열적 과정만큼 더 확장될 수 있다.

최종적으로 밸런싱된 엔탈피 유량(72)은, 하기 방정식(6)에 따라, 배기가스 재순환 채널(18) 내 온도(61)를 기반으로 함수 표현식(f₁)을 갖는 제4 함수(74)를 통해, 공식 기호 "

"가 할당되는 재순환된 배출 공기(21)의 유동량에 대한 제1 값(76)으로 환산된다.

추정 섹션(56)에서는, 재순환된 배출 공기(21)의 유동량에 대한 상기 제1 값(76)과, 공식 기호 "

"가 할당되는 재순환된 배출 공기(21)의 유동량(

)에 대한 제2 값(78)을 기반으로, 재순환된 배출 공기(21)의 실질적인 유동량의 추정이 이루어진다. 제2 값(78)은, 열역학적 전급법을 통해, 예컨대 스로틀 방정식(throttle equation)에 의해, 예컨대 배기가스 재순환 밸브(32)에서 압력비(52)의 측정치로부터 직접 결정될 수 있다.

이상적인 경우 재순환된 배출 공기(21)의 유동량에 대한 제1 값(76)과 제2 값(78)은 동일한 크기다. 그러나 실제로 두 값은 항상 서로 조금 차이가 있다. 이미 언급한 유형 및 방식으로 추정 섹션(56)에서 추정 급기비(51)의 결정을 위해, 결정된 한계 조건을 바탕으로 정보 보유량이 더욱 커지는 값(76, 78)이 선택된다. 이런 선택은 예컨대 칼만 필터(kalman filter)와 같은 추정 섹션(56)에서 추정 함수(80)를 통해 이루어진다.

그런 다음, 재순환된 배출 공기(21)의 추정 유동량이면서 추정 함수(80)로부터 얻어지는 추정 유동량(82)으로부터, 배기가스 재순환 채널(18) 내의 온도(61)와 함께, 방정식(2)의 함수 표현식(f₁)을 기초로 하는 제5 함수(84)에서, 배기가스 재순환 채널(18)을 통과하는 추정 엔탈피 유량(86)이 산출된다. 그런 다음, 제1 함수(64)로부터 얻어지는, 스로틀 밸브(48)를 통과하는 엔탈피 유량(62)과 재순환된 배출 공기(21)의 상기 추정 엔탈피 유량(86)의 밸런싱을 통해서, 추정 섹션(56)에서는 내연기관(4)을 통과하는 추정 엔탈피 유량(88)이 결정되며, 이 추정 엔탈피 유량을 바탕으로 최종적으로 압력(30)에 대해 함수 표현식(f₂, f₃)을 기초로 하는 제6 함수(87)에서 추정 급기비(51)가 산출된다.

모니터링 섹션(57)에서는 측정 급기비(58)가 추정 급기비(51)를 바탕으로 비교를 통해 타당성이 검사된다. 비교는 필터(90)에서 레벨에 대한 검사가 이루어지는 차이(89)를 구하는 것을 통해 이루어진다. 측정 급기비(58)와 추정 급기비(51)가 서로 매우 큰 차이를 나타낸다면, 모니터링 섹션(57)으로부터 최종적으로 에러(92)가 송출된다.

본 발명에 따라, 차량 내의 에러 진단을 위해서는, 급기비가 차량에 존재하는 폐회로 제어 시스템의 범주에서 어차피 계산되고 이에 따라 더욱 낮은 측정 복잡도로 진단될 수 있을 뿐만 아니기 때문에 상기 급기비가 고려되며, 진단 결과는 급기비를 이용하는 폐회로 제어의 시간 상수와 함께 존재한다.

Claims

내연기관(4)을 갖는 엔진 시스템(2) 내의 에러 모니터링용 장치이며, 상기 엔진 시스템(2)은 급기비(51, 58)로 내연기관(4)에 공기(19)를 공급하도록 형성되며, 상기 급기비(51, 58)는 내연기관(4) 내 공기(19)의 실제 체적 유량이, 내연기관(4) 내 공기(19)의 이상적이면서 이론상 가능한 체적 유량에 대해 어느 정도의 비율을 나타내는지를 설명하는, 상기 에러 모니터링용 장치에 있어서,
상기 에러 모니터링용 장치는 상기 급기비(51, 58)에 따라 상기 엔진 시스템(2) 내 에러를 확인하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 에러 모니터링용 장치.
제1항에 있어서,
- 급기비(58)를 측정하기에 적합한 측정 장치와,
- 급기비(51)를 추정하기에 적합한 추정 장치(56)와,
- 추정 급기비(51)를 기반으로, 측정 급기비(58)의 타당성을 검사하기에 적합한 검사 장치(57)를 포함하는, 에러 모니터링용 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에러 모니터링용 장치는 내연기관(4)에 의해 구동되는 차량을 위한 차량 진단 시스템인, 에러 모니터링용 장치.
제2항에 있어서, 타당성 검사를 위한 검사 장치(57)는,
- 상기 측정 급기비(58)와 상기 추정 급기비(51) 사이의 차이(89)를 계산하고,
- 상기 차이(89)가 사전 설정된 값을 초과하면, 에러 신호(92)를 송출하도록 형성되는, 에러 모니터링용 장치.
차량을 구동하기 위한 엔진 시스템(2)이며,
- 연료의 연소를 위한 충전 기체, 즉 공기(10)를 수용하고 연료의 연소 후에 배출 공기(20)를 배출하도록 형성되는 내연기관(4)과,
- 급기비 인자(51, 58)의 타당성 검사 결과, 측정 급기비 인자(58)와 추정 급기비 인자(51) 사이에 편차가 나타나면 에러(92)를 송출하기 위한, 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 에러 모니터링용 장치를 포함하는, 엔진 시스템(2).
제5항에 있어서,
- 엔진 시스템(2) 내로 기체(10)를 흡입하기에 적합한 하나 이상의 흡기 트랙트(16)와,
- 배출 공기(20) 중 적어도 일부분을 내연기관(4) 내로 재순환하기에 적합한 하나 이상의 배기가스 재순환부(18)와,
- 내연기관(4)에 의해 흡입되는 공기(19)로 신선 공기(10)와 재순환된 배출 공기(21)를 혼합하기에 적합한 하나 이상의 혼합 섹션(17)을 포함하는, 엔진 시스템(2).
제6항에 있어서, 내연기관 내 압력(30), 온도(28) 및 엔진 속도(38)를 기반으로 급기비(51, 58)를 모델링하기 위한 장치가 제공되는, 엔진 시스템(2).
제6항에 있어서, 상기 모델링 장치는 흡입된 신선 공기(10)의 엔탈피 유량(62)과 재순환된 배출 공기(21)의 엔탈피 유량(86) 사이의 엔탈피 유량 밸런스(88)를 기반으로 급기비(51)를 추정하도록 형성되는, 엔진 시스템(2).
제8항에 있어서, 배기가스 재순환부(18)를 통해 재순환된 배출 공기(21)의 유동량(78)을 기반으로 재순환된 배출 공기(21)의 엔탈피 유량(86)을 추정하기 위한 장치가 제공되는, 엔진 시스템(2).
제8항에 있어서, 혼합 섹션(17)을 통해 재순환된 배출 공기(21)의 유동량(76)을 기반으로 재순환된 배출 공기(21)의 엔탈피 유량(86)을 추정하기 위한 장치가 제공되는, 엔진 시스템(2).
제9항에 있어서, 상기 추정 장치는, 급기비(51)의 추정을 위해, 배기가스 재순환부(18)를 통해 재순환된 배출 공기(21)의 유동량(78)을 기반으로 추정된 엔탈피 유량(86)을 선택하거나, 혼합 섹션(17)을 통해 재순환된 배출 공기(21)의 유동량(76)을 기반으로 추정된 엔탈피 유량(86)을 선택하도록 형성되는, 엔진 시스템(2).
급기비(51, 58)로 내연기관(4)에 공기(19)를 공급할 수 있도록 형성되는 엔진 시스템(2) 내의 에러 모니터링을 실행하기 위한 방법이며, 상기 급기비(51, 58)는 이론상 가능한 충전량에 비해 연소 사이클에서 내연기관(4)에 의해 어느 정도의 공기(19)가 흡입되는지를 설명하는, 상기 에러 모니터링 방법에 있어서,
- 급기비(58)를 측정하는 단계와,
- 급기비(51)를 추정하는 단계와,
- 추정 급기비(51)를 기반으로, 측정 급기비(58)의 타당성을 검사하는 단계를 포함하는 에러 모니터링 방법.