KR20160097246A

KR20160097246A - 점화 진각 관리 장치를 이용하여 배기가스 재순환 밸브의 동작을 제어하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160097246A
Application number: KR1020167017829A
Authority: KR
Inventors: 뱅상-피에르 아봉; 세드리크 아르테
Original assignee: 르노 에스.아.에스.
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2016-08-17
Also published as: KR102202132B1; RU2667096C1; FR3014956A1; WO2015086936A1; US9897019B2; JP2017504747A; CN105849399B; JP6253782B2; EP3092403A1; US20160312717A1; FR3014956B1; CN105849399A

Abstract

본 발명은 점화 진각 관리 장치를 이용하여 배기가스 재순환 밸브의 동작을 제어하기 위한 장치 및 방법을 구비한다. 내연 기관 엔진(2)용 제어 장치(1)에 관한 것으로, 상기 엔진은 적어도 하나의 점화 플러그(9), 상기 점화 플러그(9)의 최적 점화 진각을 결정하고 적용할 수 있는 점화 진각 관리 장치(10) 및 가스 재순환 제어 밸브(13)를 구비한 배기가스 재순환 장치(12)를 포함하고, 상기 제어 장치(1)는 상기 제어 밸브(13)의 열림 및 닫히게 하는 제1 엑츄에이팅 수단(17)과, 상기 엔진의 속도 및 상기 엔진의 부하의 기능에 따른 이론적인 점화 진각값을 저장하는 맵(18)과, 상기 맵(18)에서 결정된 이론적인 점화 진각과 상기 최적 점화 진각의 기능에 따른 진단상의 기준을 계산할 수 있는 제1 연산 수단(19) 및 상기 진단상의 기준을 제어 밸브 오류 역치값과 비교할 수 있는 비교 수단(21)을 포함한다.

Description

점화 진각 관리 장치를 이용하여 배기가스 재순환 밸브의 동작을 제어하기 위한 장치 및 방법{Device and method for controlling the operation of an exhaust gas recirculation valve using an ignition advance management device}

본 발명은 점화 엔진 제어에서의 배기가스의 재순환용 장치의 동작 상태를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이며, 특히, 배기가스 재순환 제어 밸브의 열림 및 닫힘의 오류를 모니터링 하기 위한 것이다.

배기가스 재순환 장치(the exhaust gas recirculation, EGR) 기술은 점화 엔진의 제어에 적용되며, 핑킹(pinking)에 대한 엔진의 저항이 증가하는 것을 가능하게 한다. 핑킹은 아직 연소되지 않은 혼합체의 일부분의 즉각적이고 대량의 자연 발화이고, 피스톤의 동작과 화염면의 전달에 의해 야기되는 에너지의 방출에 의해서 높은 온도와 높은 압력으로 상승시킨다. 이것은 가스덩어리의 진동에 따른 압력에서의 국소적 증가로부터 기인한다. 이후 과도한 기계적 및 열적 스트레스를 초래하고, 이는 심각한 파괴적인 사건들로 이어질 수 있다; 실린더 헤드 가스켓의 분출, 피스톤의 바인딩이나 부분적인 녹음, 실린더 헤드와 밸브의 손상. 만약 점화 진각(ignition advance)가 너무 크게 적용되거나, 엔진의 체적 압축비가 매우 높으면, 핑킹의 위험은 증가된다. 핑킹의 위험을 약화시킬 때까지, 배기가스 재순환 기술은 엔진의 점화 진각과 체적 압축비를 증가시킬 수 있다. 이러한 결과들은 엔진 사이클의 효율성의 향상을 가져온다.

그러므로, 공지된 배기가스 재순환 시스템은 엔진의 배출 덕트와 입구 덕트 사이에 배치되는 재순환 덕트를 포함하고, 그로 인하여 배출 가스의 일부가 재순환 될 수 있다. 엔진으로 분사되는 혼합체로 유입되는 배기가스의 양을 제어하기 위해서, 공지의 재순환 시스템은 가스 재순환 제어 밸브를 구비한다.

그러나, 상기 밸브는 기름기 있는 탄화수소에 의한 밸브의 소일링(soiling) 및 막힘(clogging)을 야기하는 어려운 환경에서 작동된다는 점에서 완전히 만족스럽지는 않다. 특히, 개방 위치에서의 제어 밸브의 스티킹(sticking)은 동력 손실, 가속 결함과 때로는 엔진의 연기와 엔진의 실화를 야기한다.

전술한 바를 고려하면, 본 발명의 목적은 배기가스 재순환 밸브의 부동화(immobilization)를 탐지할 수 있는 제어 밸브를 제공하는 것이다.

그러므로, 본 발명의 대상은 내연 기관 엔진용 제어 장치이다. 엔진은 적어도 하나의 점화 플러그, 상기 점화 플러그의 최적 정화 진각을 결정하고 적용할 수 있는 점화 진각 관리 장치 및 가스 재순환 제어 밸브를 구비한 배기가스 재순환 장치를 포함한다.

본 발명의 통상적인 특징 중 하나에 따르면, 상기 제어 장치는 다음을 포함한다:

- 상기 제어 밸브의 열림 및 닫히게 할 수 있는 제1 엑츄에이팅 수단

- 상기 엔진의 속도와 상기 엔진의 부하의 기능에 따른 이론적인 점화 진각값을 저장하는 맵

- 상기 맵에서 결정된 이론적인 점화 진각과 상기 최적 점화 진각의 기능에 따른 진단상의 기준을 계산 할 수 있는 제1 연산 수단

- 상기 진단상의 기준을 제어 밸브 오류 역치값(failure threshold)과 비교할 수 있는 비교 수단;

그러므로, 이미 상기 엔진 내부에 포함된 측정 수단과 간단한 연산 수단을 사용하면, 상기 엔진의 상기 배기가스 재순환 장치의 상기 제어 밸브의 오류를 나타내는 진단상의 기준을 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 점화 진각 관리 장치는 상기 엔진에서 핑킹 현상의 발생을 탐지할 수 있는 핑킹 센서를 포함한다.

예를 들어, 상기 관리 장치에 의해 결정된 상기 최적 점화 진각은 상기 핑킹 센서에 의해 상기 엔진(2) 내에서의 핑킹 현상의 탐지에 우선하여 가장 높은 점화 진각이다.

따라서, 상기 가스 재순환 장치의 상기 제어 밸브의 개방의 정도에 영향을 받는 핑킹의 위험을 고려한 최적 점화 진각을 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 연산 수단은 제1 비교 측정기와, 상기 최적 점화 진각과 상기 이론적인 점화 진각 사이의 차이와 동등한 진단상의 기준을 포함한다.

또한, 기설정된 진단상의 조건들이 상기 제1 연산 수단을 억제하도록 조합되면, 탐지 할 수 있는 제2 연산 수단이 구비되고, 상기 조건들이 조합되어 않는다면 비교수단이 구비된다.

예를 들어, 상기 진단상의 조건들은 기 설정된 시간 동안 상당히 일정해야 하는 상기 엔진 속도 상의 관련 조건(condition bearing) 및 기 설정된 시간 동안 상당히 일정해야 하는 상기 엔진 하중 상의 관련 조건(condition bearing) 중 적어도 하나의 조건을 포함한다.

그러므로, 상기 장치는 상기 엔진의 동작 지점에 상관없이 상기 제어 밸브의 동작 상태를 제어 가능하게 하는 이점을 가지고, 이후에 엔진의 속도와 엔진의 부하의 관점에서 상당히 안정되게 제공한다.

상기 진단상의 기준이 상기 오류 역치값 초과하면, 상기 제어 밸브의 오류를 신호로 보낼 수 있는 디스플레이 수단을 더 구비할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어 장치는 반복 수단을 더 포함할 수 있고, 반복 수단은 다음을 포함한다:

- 측정의 시작점에서 제로로 재설정하도록 의도되고, 각 반복에서 증가되는 카운터

- 상기 카운터에서 측정된 수치와 기 설정된 반복 횟수를 비교할 수 있는 제2 비교 측정기

- 각각의 반복에서, 산출된 상기 진단상의 기준을 저장하고, 반복 횟수가 도달하면 산출된 상기 진단상의 기준 전체의 평균값을 계산하고, 상기 제어 밸브의 오류 역치값과 상기 평균값을 비교하도록 적용되는 제3 연산 수단

다른 측면에 따르면, 본 발명은 또한 상기 서술된 장치에 의해서 내연 기관 엔진을 제어하는 방법과 관련된다. 이러한 일반적인 기술적 특징 중 하나에 따르면, 상기 방법은 하기의 단계들을 포함한다:

a) 상기 제어 밸브의 위치는 변경되는 것;

b) 상기 이론적인 점화 진각은 상기 맵에 의해 계산되는 것;

c) 최적 점화 진각은 상기 점화 진각 관리 장치의 수단들에 의해 결정되는 것;

d) 상기 진단상의 기준은 상기 이론적인 점화 진각과 상기 최적 점화 진각으로부터 계산되는 것; 및

e) 상기 진단상의 기준은 제어 밸브 오류 역치값과 비교되는 것;

상기 진단상의 조건들이 조합되는지를 탐지되는 제1 단계를 더 포함하고, 상기 진단상의 조건들은 기 설정된 시간 동안에 상당히 일정해야 하는 상기 엔진 속도 상의 관련 조건 및 기 설정된 시간 동안에 상당히 일정해야 하는 상기 엔진 부하 상의 관련 조건에서 선택된 적어도 하나의 조건을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 상기 제어 장치는 디스플레이 수단을 더 포함하고, 상기 제어 방법은 상기 진단상의 조건이 상기 오류 역치값을 초과하면, 상기 제어 밸브의 오류는 상기 디스플레이 수단의 의해 신호 보내지는 최후 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 점화 진각 관리 장치는 상기 엔진 내에서의 핑킹 현상의 발생을 탐지할 수 있는 핑킹 센서를 포함하고, 상기 d)단계는 하기의 서브단계들을 포함하는,

p) 최초 점화 진각은 입구 덕트로 유입되는 배기가스의 양에서 결정되고, 상기 점화 플러그에 적용되는 것;

q) 상기 센서가 핑킹 현상의 존재를 탐지하면, 상기 방법은 바로 t)의 서브단계로 이동하는 것;

r) 상기 적용된 점화 진각은 기 설정된 양에 의해 증가되고, 이러한 새로운 점화 진각은 상기 엔진에 적용되는 것;

s) 상기 방법은 q) 서브 단계로 되돌아 가는 것; 및

t) 상기 적용된 점화 진각은 변화하지 않으며, 상기 최적 점화 진각은 상기 값과 동등한 것으로 정의되는 것;

다른 실시예에서, 상기 제어 장치는 반복 수단을 포함하고, 상기 방법은 하기의 단계를 포함하는,

h) 상기 카운터는 0으로 재설정되는 것;

i) 상기 기술한 a)내지 d) 상기 단계가 적용되는 것;

j) 상기 i)단계에서 획득한 상기 진단상의 기준의 값이 저장되는 것;

k) 상기 카운터에 의해 측정된 상기 값은 증가하는 것;

l) 상기 카운터에서 측정된 상기 값은 반복 횟수와 비교되고, 상기 값이 상기 반복 횟수보다 작거나 같으면 상기 방법은 i)단계로 이동하는 것;

m) 상기 j)단계에서 저장된 상기 진단상의 기준의 상기 평균값이 계산되는 것; 및

n) 상기 m)단계에서의 상기 평균값이 상기 제어 밸브 오류 역치값과 비교되는 것;

따라서, 상기 서술된 바와 같은 제어 장치에 의해서, 동작 지점에 관계없이 제어된 점화 엔진의 배기가스 재순환 장치의 제어 밸브의 오류를 탐지 할 수 있다. 또한 이와 같은 장치는 대부분의 자동차에 일반적으로 이미 존재하는 센서를 이용하므로 다른 추가적인 장치를 필요하지 않는 장점을 가진다.

본 발명의 다른 목적, 기술적 특징 및 장점들은 하기의 상세한 설명을 읽는 중에 명확하게 될 것이다. 하기의 상세한 설명은 단지 하나의 실시예와 첨부된 도면들에 참조된 실시예에 한정되지 않는 방법으로 제안된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 재순환 장치를 구비한 제어된 점화 엔진용 제어 장치의 동작 다이어그램을 도시한다.
도 2는 도 1의 제어 장치의 반복 수단의 상세한 동작 다이어그램을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수회의 반복을 포함하는 제어 방법을 도시한다.
도 4는 도 3의 제어 방법의 하나의 반복을 상세하게 도시한다.
도 5는 도 3의 제어 방법에서의 점화 진각 계산 단계를 상세하게 도시한다.

참조 번호는 우선 도 1에 만들어 질것이며, 도 1은 내연 기관 엔진(2)을 위한 제어 장치(1)의 동작 다이어그램을 도시한다.

내연 기관 엔진(2)은 실린더(3b)의 내부에서 슬라이딩하고 연소 챔버(3c)의 경계를 정하는 피스톤(3a)을 포함한다. 피스톤(3a)은 크랭크 샤프트(5)와 연결된 크랭크(4)와 연결된다. 엔진(2)은 입구 덕트(6)와 출구 덕트(7)를 더 포함할 수 있고, 상기 덕트들은 연소 챔버(3c)와 연결된다. 상기 엔진은 상기 덕트들(6,7)의 오리피스를 차단 할 수 있는 2개의 밸브(8)를 구비한다. 상기 엔진은 또한 점화 플러그(9)를 포함한다.

점화 플러그(9)의 점화는 점화 진각(AV_AP)이 적용 됨으로 인한 점화 진각 관리 장치(10)에 의해 제어된다. 관리 장치(10)는 엔진(2) 내부에서 핑킹 현상의 발생을 탐지할 수 있는 핑킹 센서(11)를 구비한다. 관리 장치(10)의 기능은 최적 점화 진각(AV_OPT)을 계산하는 것이다. 예를 들어, 최고점의 적용된 점화 진각(AV_AP)은 핑킹의 위험을 막는다. 구체적으로, 관리 장치(10)는 복수의 적용된 점화 진각값(AV_AP)을 테스트 한다. 여기에서 센서(11)에 의해 핑킹의 탐지의 S_PINKING 신호를 탐지할 수 것과 최적 점화 진각(AV_AP)을 결정하는 것을 적용할 수 있다.

엔진(2)은 재순환 덕트(14)를 구비한 배기가스 재순환 장치(12)를 더 포함한다. 재순환 덕트는 일측이 출구 덕트(7)에서 분지되고, 타측이 입구 덕트(6)로 연결된다. 상기 덕트(14)는 연소 챔버(3C)로 들어가는 공기에 분사되는 배기가스의 양을 제어하기 위한 가스 재순환 제어 밸브(13)를 구비한다.

엔진(2)은 또한 엔진의 회전 속도(R_M)를 측정하기 위한 제1 측정 수단(15)과 엔진의 부하(C_M)를 측정하기 위한 제2 측정 수단(16)을 구비한다.

제어 장치(1)는 가변 신호(CMD)의 전달에 의해서 제어 밸브(13)의 개도를 조절할 수 있는 제1 엑츄에이팅 수단(17)을 포함한다. 또한, 배기가스의 어떠한 재순환의 고려 없이, 제1 측정 수단(15)과 제2 측정 수단(16) 각각에 의해 전달된 엔진 속도 신호(R_M)와 엔진 부하 신호(C_M)의 기능에 따른 이론적인 점화 진각(AV_TH)의 수치가 저장된 맵(18)을 포함할 수 있다.

상기 장치는 제어 밸브(13)의 동작 상태의 진단상의 기준(Cr_DIAG)을 생성하는 제1 연산 수단(19)을 더 포함한다. 이를 위해서, 연산 수단(19)은 관리 장치(10)에 의해 결정된 최적 점화 진각 신호(AV_OPT)와 맵(18)에 의해 결정된 이론적인 점화 진각(AV_TH)을 수집한다. 비교 측정기(20)는 진단상의 기준(Cr_DIAG)으로 언급된 상기 2개의 신호들(AV_OPT, AV_TH) 사이의 차이를 산출한다. 이론적인 점화 진각(AV_TH)은 오직 엔진 속도 신호(R_M)와 엔진 부하 신호(C_M)로부터 계산되므로, 제어 밸브가 닫히면 이는 최적 점화 진각으로 고려된다.

그러므로, 동일한 엔진의 동작 지점 동안 최적 점화 진각(AV_OPT)과 이론적인 점화 진각(AV_TH)을 비교함으로써, 제어 밸브(13)의 오류의 지표를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어 밸브(13)를 폐쇄하는 명령이 발송되면, 최적 점화 진각 값(AV_OPT)은 이론적인 점화 진각 값(AV_TH)과 상당히 동등해야 한다. 즉, 진단상의 기준(Cr_DIAG)은 대체로 O이다. 만약 이러한 경우가 아니라면, 특정 역치값을 초과한다면, 제어 밸브(13)의 열림과 닫힘에 대한 시스템의 오류가 발생한다. 다른 예에서, 제어 밸브(13)를 개방하는 명령이 발송된다. 진단상의 기준(Cr_DIAG)은 비-오류 역치값(S_NONDEF)과 비교된다. 만약, Cr_DIAG이 비-오류 역치값을 초과하지 않으면, 밸브(13)가 개방된 상태에서의 최적 점화 진각(AV_OPT)은 이론적인 점화 진각(AV_TH)과 매우 유사하게 되고, 그러므로 제어 밸브(13)의 오류가 발생하는 것을 의미한다.

이러한 점에서, 제어 장치(1)는 진단상의 기준(Cr_DIAG)을 상기 언급된 비-오류 역치값(S_NONDEF)과 같은 복수개의 역치값과 비교하는 비교 수단(21)을 포함한다. 예를 들어, 개방, 패쇄 및 반개방(half-open)등의 위치와 같은 상당한 제어 상황들이 존재한다. 비교 수단(21)은 상기 상황에서의 제어 밸브(13)의 오류를 탐지하는데 적절한 각각의 상황의 오류 역치값이나 비-오류 역치값을 포함한다. 비교 수단(21)은 오류 탐지 신호(DEF)를 생성할 수 있다. 오류의 이벤트에서, DEF 신호는 1과 동일하고; 그렇지 않으면 0와 동일하다.

장치(1)는 진단상의 조건들이 조합되면, 즉, 엔진의 어떠한 동작 지점에서라도 제어 밸브(13)의 동작 상태를 진단할 수 있다. 제어 밸브(13)의 동작 상태를 확인하기에 필요한 시간의 정도에 따른 시간 동안 엔진 속도와 부하가 안정되면, 장치는 제어 밸브의 동작 상태를 진단할 수 있다. 제어 장치(1)는 또한 제2 연산 수단(22)을 구비하고, 이의 기능은 상기 진단상의 조건들이 조합되는지를 탐지하는 것이다. 만약, 상기 조건이 진단을 위해 적절하지 않으면, 연산 수단(22)은 억제 신호(INHIB)를 발생하고, 이는 연산 수단(19)과 비교 수단(21)에 전달된다. 이러한 방법으로, 연산 수단(22)은 계산과 진단상의 기준 신호(Cr_DIAG)의 발송을 막고, 오류 탐지 신호(DEF)의 발송을 막는다. 상기 억제 신호(INHIB)가 발송 되어야 하는지 또는 아닌지를 결정하기 위해서, 제2 연산 수단(22)은 샘플링 시간(Tsmp)을 초과하여 엔진 속도 신호(R_M)와 엔진 부하 신호(C_M)를 분석한다. 제2 연산 수단(22)은 특히 상기 신호(R_M, C_M)가 샘플링 시간(T_smp)을 넘어 각각의 엔진 속도의 변화 허용 오차(ε_r)와 엔진 부하의 변화 허용 오차(ε_c)를 초과하여 변화하지 않는지를 탐지할 수 있다.

장치(1)는 제어 밸브(13)의 동작 상태의 복수의 검사를 수행할 수 있는 반복 수단(23)을 더 포함한다. 이는 제어 장치의 신뢰성을 향상시킨다. 그러므로, 상기 반복 수단(23)은 복수의 횟수에서 DEF 신호의 값을 검증하기 위해 엑츄에이팅 수단(17), 맵(18) 연산 수단(19) 및 비교 수단(21)과 상호 작용할 수 있다. 이후, 이들은 디스플레이 수단(27)에 전달되는 경고 신호(S_ALERT)를 계산하고, 그로 인해 운전자는 차량의 배기가스 재순환 장치(12)의 고장에 대한 경고를 받는다.

도 2는 반복 수단(23)을 상세하게 도시한다. 반복 수단(23)은 더 신뢰할 수 있는 오류 경고 신호를 생성하기 위해서 제어 밸브(13)의 동작 상태를 검증하는 복수회의 반복을 수행 할 수 있다. 이를 위해서, 상기 수단(23)은 오류 탐지 신호(DEF)와 신호(N_ITER)를 수신할 수 있다. 후자의 신호는 제어 밸브의 동작 상태의 오류에 대한 경고를 발생하기 전에 요구되는 반복 횟수에 대응한다. 이는 차량 제조자에 의해 시스템으로 통합되는 이미 설정된 파라미터이다. 상기 수단(23)은 카운터(24), 제2 비교 측정기(25) 및 제3 연산 수단(26)을 포함한다.

카운터(24)의 기능은 초기화 시간에서 시작되도록 이미 수행된 반복 횟수를 계산하는 것이다. 따라서, 제어 밸브의 활성화 상태 동안과 각 반복의 마지막에서 연산 수단(26)은 ZER 신호와 INC 신호를 카운터(24)로 보낸다. 카운터(24)는 보유값(retained value, VR)을 결정하고 저장할 수 있다. 카운터(24)가 ZER신호를 수신하면, 카운터는 제로로 설정된다. INC신호를 수신하는 각 시간에서, 카운터는 어느 하나의 유닛에 의해 증가하고, 비교 측정기(25)의 어드레스(address)로 일회성의 상기 신호(VR)를 보낸다.

비교 측정기(25)는 보유값(VR)과 반복 횟수(N_ITER)를 비교하고, S_ITER 신호나 S_END 신호를 생성한다. 엄밀하게 VR이 NITER 보다 작으면, 생성되는 신호는 S_ITER 신호이다. VR, NITER의 두 신호가 동등하거나 N_ITER 신호가 보유값(VR)보다 크다면, 보내지는 신호는 S_END신호이다.

연산 수단(26)은 제어 밸브(13)의 동작 상태의 검증을 명령하기 위해서 활성화 신호(S_ACT)를 엑츄에이팅 수단(17), 맵(18), 연산 수단(19) 및 비교 수단(21)로 보낼 수 있다. 이러한 결과는 상기 수단(26)에 의해 수집된 DEF 신호의 값이다. DEF 신호를 수신하면, 상기 수단(26)은 INC 신호를 카운터(24)의 어드레스로 보낸다.

연산 수단(26)은 비교 측정기(25)에 의해서 보내진 S_ITER 신호와 S_END신호를 처리한다는 것을 반드시 기억되어야 한다. 반면, S_ITER 신호가 비교 측정기(25)에 의해서 보내지면, 상기 수단(26)은 S_ACT 신호를 방출하고, 메모리에서 DEF 신호의 값을 산출하고, 이후 INC 신호를 보낸다. 반면, S_END 신호를 전달 받으면, 연산 수단(26)은 메모리에 저장된 전체 DEF 신호의 평균을 계산한다. 이러한 구성들은 상기 신호들을 경고 역치값과 비교하고, 상기 평균이 상기 역치값을 초과하면 경고 신호(S_ALERT)를 보낸다.

더 이상 어떠한 반복들이 더 있을 수 없고, 제어 밸브(13)의 동작 상태의 검증은 종료된다. 검증을 재시작하기 위해서 연산 수단(26)은 ZER 신호를 보낸다.

도 3은 도 1의 제어 장치와 같은 장치에 의한 복수회의 반복을 포함하는 내연 기관 엔진의 제어 방법을 도시한다.

제어 방법은 ZER 신호가 송출되는 첫번째 A 단계로 시작된다. 상기 단계는 제어 장치의 반복 수단(23)의 제3 연산 수단(26)에 의해 실행될 수 있다. 이는 차량에 내장된 컴퓨터에 의해서 동작된다.

A 단계는 자동적으로 카운터(24)에서 유지되는 변수(VR)가 0의 값을 가지는 B 단계로 나아간다.

이후에는 비교 측정기(25)에 의해 보유값(VR)과 미리 프로그램된 반복 횟수(N_ITER)를 비교하는 테스트 C 단계가 따른다. 예를 들어, 이 단계에서 N_ITER = 10 이고 VR = 0 이다. 그러므로 VR < N_ITER 이다. 그러므로, “YES” 응답과 관련된 가지의 단계들은 적용된다.

그러므로, 적용된 D 단계는 S_ITER 신호를 보내는 것을 구비한다. 상기 D 단계는 연산 수단(26)에 의해 실행되는 E 단계로 나아간다. 상기 E 단계 동안에, 활성화 신호(S_ACT)는 엑츄에이팅 수단(17), 맵(18), 연산 수단(19) 및 비교 수단(21)에 보내진다. 이러한 결과에 의해서, 상기 4개의 구성요소들은 기능을 수행하고, 그리하여 제어 밸브(13)는 검증된다. 상기 단계의 마지막에서, 오류가 탐지되면 DEF 신호는 1과 동등하고 그렇지 않으면 0이다. 그 다음의 F 단계 동안에, DEF 신호는 수집된다.

이후의 G 단계는 메모리에 DEF 신호의 값을 저장하는 것을 구비한다. 이 단계에서 예를 들어, DEF 신호의 값은 DEF_VR 변수, 예로써 여기에서 DEF₀와 관련된다.

H 단계에서, VR값은 일 유닛에 의해 증가한다. 예를 들어, VR+1 동작의 결과는 계산되고, 이후 이는 변수(VR)와 관련된다. 상기 일련의 C 단계에서 H 단계는 하나의 반복으로 언급된다. 그러므로, 첫 번째의 반복 이후에는 VR = 1이다.

도 3에서 보여지는 바와 같이, C 단계는 이후 반복된다. VR의 값이 1로 고려하면, “VR < N_ITER”의 질문에 대한 대답은 기술한 바와 같이 모든 면에서 동의를 나타내고, D, E, F, G 및 H 단계가 적용된다. H 단계까지 VR 값이 1과 동일한 것은 제외된다. H 단계 중에서 상기 값은 2가 되고, DEF1 값은 저장된다.

상기 단계들은 이후 VR=10인 10 번째의 반복까지 적용될 수 있다. 그러므로 C 단계에서의 질문에 대한 응답은 “NO” 이고, S_END 신호를 보내는 것을 구비하는 I단계가 따른다.

이러한 것은 연산 수단(26)에서 저장된 DEF_i의 수치들의 리스트의 평균값을 계산하는 것을 구비하는 J단계를 야기한다. 예를 들어 10개의 값의 리스트는 {DEF_i / 0 ≤≤ i < 9}.

테스트 K 단계에서 상기 평균값은 예를 들어 0.7과 같은 기 설정된 역치값과 비교된다. 만약 응답이 “YES”이면 L 단계 다음에 M 단계가 따른다. 만약 응답이 “NO”라면, 방법은 바로 상기 M단계로 나아간다.

L 단계는 디스플레이 수단(27)으로 보내지는 경고 신호(S_ALERT)를 송출하는 것을 구비한다.

이후의 M 단계는 메모리의 모든 값들 특히, VR과 DEF_i을 삭제하는 것을 구비한다.

도 4는 도 3의 방법 중 E 단계를 상세하게 도시한다. 상기 단계는 반복 수단(23)에서 엑츄에이팅 수단(17), 맵(18), 연산 수단(19) 및 비교 수단(21)으로 S_ACT신호를 보내는 것을 포함하는 것을 기억해야 한다. 이러한 것은 제어 밸브(13)의 오류를 탐지하는 DEF 신호의 값을 초래하는 결과를 이끈다.

그러므로, E 단계는 S_ACT 신호를 보내는 E1 단계로 시작된다. 상기 단계는 CMD 신호를 송출하는 엑츄에이팅 수단(17)에 의해 제어 밸브(13)를 열림 또는 닫히게 하는 E2 단계가 따른다. 예를 들어, 제어 밸브(13)는 개방된다.

그 뒤의 E3 단계는 최적 점화 진각(AV_OPT)을 계산하는 것을 구비한다. 그러한 계산은 점화 진각 관리 장치(10)에 의해 영향을 받는다. 그러지 않으면 최적 점화 진각(AV_OPT)은 점화 플러그에 적용될 수 있다.

E4 단계 중에서 엔진 속도(R_M)와 엔진 부하(C_M)가 측정된다. 센서들(15, 16)은 그러하기 위해서 사용된다. 그 후에 E5 단계는 이론적인 점화 진각(AV_TH)을 계산하기 위해서 R_M 및 C_M의 측정된 값을 사용하는 것을 구비한다. 이후 E6 단계의 목적은 진단상의 기준(Cr_DIAG)을 계산하는 것이다. 진단상의 기준(CrDIAG)은 일 실시예에서 최적 점화 진각(AV_OPT)과 이론적인 점화 진각(AV_TH) 사이의 차이와 동등하다.

이후, 테스트 E7 단계가 따르며, E7 단계 중에는 다음의 질문이 부과된다: Cr_DIAG < S_NONDEF. S_NONDEF는 비-오류 역치값이고, 진단상의 기준(Cr_DIAG)이 상기 역치값(S_NONDEF) 아래이면 제어 밸브(13)의 오류가 발생되는 것을 기억해야 한다. 결과적으로, 응답이 “YES”라면, 이후에 E8 단계가 따르고, 단계에서 DEF 신호의 값이 1이 된다. 응답이 “NO”라면, E9 단계가 적용되고, 단계에서 DEF 신호의 값이 0이 된다.

도 5는 도 3에서 방법의 E 단계 중 E3 단계에서 관리 장치(10)에 의한 최적 점화 진각 신호(AV_OPT)를 획득하는 방법을 설명한다.

상기 단계는 적용되는 점화 진각(AV_AP)의 값을 결정하는 것을 구비하는 E31 서브단계로 시작된다. 이러한 예에서, 맵(18)에 의해 계산된 이론적인 점화 진각(AV_TH)의 값이 이용된다.

테스트 E32 서브단계는 이후 점화 진각 관리 장치(10)의 핑킹 센서(11)에 의해 적용된다. 상기 서브단계는 핑킹 현상이 발생되는지 여부를 탐지하는 것을 구비한다. 만약 탐지된다면 E33 서브단계가 적용되고, 탐지되지 않으면 E36 서브단계가 적용된다.

이론적인 점화 진각(AV_TH)은 가스의 재순환 없이 엔진의 동작 조건에 적합한 점화 진각에 대응하기 때문에, E32단계에서와 같이 일찍 핑킹이 발생될 가능성을 상대적으로 낮다. 목적은 계속해서 증가하는 적용되는 점화 진각(AV_AP) 이전에 유해한 핑킹 현상에 대한 여분을 유지하는 것이다.

E33 서브단계는 AV_AP - AV_INC 의 동작 결과를 계산하는 것을 구비한다. 이때, AV_AP는 점화 진각의 변화증가에 대응하고, 그 값은 차량의 제조자에 의해서 기 설정되고 상기 장치에 통합된다. 그 뒤 상기 동작의 결과는 점화 플러그(9)에 적용되는 점화 진각 변수(AV_AP)에 저장된다. 그 이후의 테스트 E34 서브단계는 다시 센서(11)에 의해서 엔진에서의 핑킹의 존재를 탐지하는 것을 구비한다. 만약, 핑킹 현상이 탐지되면 E33 서브단계는 반복된다. 그렇지 않으면, E35 서브단계가 실행된다. E35 서브단계는 E34 서브단계의 가장 최근 활성 동안에 적용된 점화 진각(AV_AP)의 값을 변수(AV_OPT)에 할당하는 것을 구비한다.

대칭적으로, E36 서브단계는 AV_AP + AV_INC 동작의 결과를 계산하는 것과 그 결과가 변수(AV_AP)로 저장하는 것을 구비한다. 핑킹 현상이 발생했는지 아닌지에 대한 질문을 가진 새로운 테스트 E37 서브단계가 따른다. 만약 핑킹이 탐지되지 않으면, E34 서브단계가 반복된다. 만약 핑킹 현상의 발생이 탐지되면, E38 서브단계가 따른다. 이러한 단계는 AV_AP-AV_INC 동작의 결과값을 변수(AV_OPT)로 할당하는 것이다.

상기와 같은 방법으로, 핑킹 현상이 E32 단계에서 탐지되든지 간에, 최적 점화 진각(AV_OPT)은 항상 적용된 점화 진각(AV_AP)의 가장 높은 가능한 값이고, 적용된 점화 진각은 핑킹의 발생을 방지한다.

1: 제어 장치 2: 엔진
9: 점화 플러그 10: 관리 장치
12: 배기가스 재순환 장치 15: 제1 측정 수단
16: 제2 측정 수단 17: 엑츄에이팅 수단
18: 맵 19: 제1 연산 수단
20: 비교 측정기 21: 비교 수단
22: 제2 연산 수단 23: 반복 수단
24: 카운터 26: 제3 연산 수단
27: 디스플레이 수단

Claims

내연 기관 엔진(2)용 제어 장치(1)에 관한 것으로,
상기 엔진은 적어도 하나의 점화 플러그(9), 상기 점화 플러그(9)의 최적 점화 진각을 결정하고 적용할 수 있는 점화 진각 관리 장치(10) 및 가스 재순환 제어 밸브(13)를 구비한 배기가스 재순환 장치(12)를 포함하고,
상기 제어 장치(1)는,
상기 제어 밸브(13)의 열림 및 닫히게 하는 제1 엑츄에이팅 수단(17);
상기 엔진의 속도 및 상기 엔진의 부하의 기능에 따른 이론적인 점화 진각값을 저장하는 맵(18);
상기 맵(18)에서 결정된 이론적인 점화 진각과 상기 최적 점화 진각의 기능에 따른 진단상의 기준을 계산할 수 있는 제1 연산 수단(19); 및
상기 진단상의 기준을 제어 밸브 오류 역치값과 비교할 수 있는 비교 수단(21);을 포함하는, 제어 장치.
제1 항에 있어서,
상기 점화 진각 관리 장치(10)는
상기 엔진(2)에서 핑킹 현상의 발생을 탐지할 수 있는 핑킹 센서(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
제2 항에 있어서,
상기 관리 장치(10)에 의해 결정된 상기 최적 점화 진각은
상기 핑킹 센서(11)에 의해 상기 엔진(2) 내에서의 핑킹 현상의 탐지에 우선하여 가장 높은 점화 진각인 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1 연산 수단은
제1 비교 측정기(20)와,
상기 최적 점화 진각과 상기 이론적인 점화 진각 사이의 차이와 동등한 진단상의 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
기 설정된 진단상의 조건들이 상기 제1 연산 수단을 억제하도록 조합되면, 탐지 할 수 있는 제2 연산 수단(22)이 더 포함되고,
상기 조건들이 조합되지 않으면 비교수단이 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
제5 항에 있어서,
상기 진단상의 조건들은 기 설정된 시간 동안 상당히 일정해야 하는 상기 엔진 속도 상의 관련 조건 및 기 설정된 시간 동안 상당히 일정해야 하는 상기 엔진 하중 상의 관련 조건 중 적어도 하나의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 진단상의 기준이 상기 오류 역치값을 초과하여 상기 제어 밸브의 오류를 신호로 보낼 수 있는 디스플레이 수단(27);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
반복 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 반복 수단은
측정의 시작점에서 제로로 재설정하도록 의도되고, 각 반복에서 증가되는 카운터(24);
상기 카운터에서 측정된 수치와 기 설정된 반복 횟수를 비교할 수 있는 제2 비교 측정기(25); 및
각각의 반복에서, 산출된 상기 진단상의 기준을 저장하고, 반복 횟수에 도달하면 산출된 상기 진단상의 기준 전체의 평균값을 계산하고, 상기 제어 밸브의 오류 역치값와 상기 평균값을 비교하도록 적용되는 제3 연산 수단;을 포함하는, 제어 장치.
제1 항 내지 제7 항 중 하나의 장치에 의한 내연 기관 엔진 제어 방법은,
a) 상기 제어 밸브의 위치는 변경되는 것;
b) 상기 이론적인 점화 진각은 상기 맵에 의해 계산되는 것;
c) 최적 점화 진각은 상기 점화 진각 관리 장치의 수단들에 의해 결정되는 것;
d) 상기 진단상의 기준은 상기 이론적인 점화 진각과 상기 최적 점화 진각으로부터 계산되는 것; 및
e) 상기 진단상의 기준은 제어 밸브 오류 역치값과 비교되는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 방법.
제9 항에 있어서,
진단상의 조건들이 조합되면 탐지되는 제1 단계;를 더 포함하고,
상기 진단상의 조건들은 기 설정된 시간 동안에 상당히 일정해야 하는 상기 엔진 속도 상의 관련 조건 및 기 설정된 시간 동안에 상당히 일정해야하는 상기 엔진 부하 상의 관련 조건에서 선택된 적어도 하나의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 방법.
제9 항 및 제10 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어 장치는 디스플레이 수단을 더 포함하고,
상기 제어 방법은 상기 진단상의 조건이 상기 오류 역치값을 초과하면 상기 제어 밸브의 오류는 상기 디스플레이 수단의 의해 신호 보내지는 최후 단계;를 포함하는, 제어 방법.
제9 항 내지 제11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 점화 진각 관리 장치는 상기 엔진 내에서의 핑킹 현상의 발생을 탐지할 수 있는 핑킹 센서를 포함하고,
상기 d)단계는,
p) 최초 점화 진각은 입구 덕트로 유입되는 배기가스의 양에서 결정되고, 상기 점화 플러그에 적용되는 것;
q) 상기 센서가 핑킹 현상의 존재를 탐지하면, 상기 방법은 바로 t)의 서브단계로 이동하는 것;
r) 상기 적용된 점화 진각은 기 설정된 양에 의해 증가되고, 이러한 새로운 점화 진각은 상기 엔진에 적용되는 것;
s) 상기 방법은 q) 서브 단계로 되돌아 가는 것; 및
t) 상기 적용된 점화 진각은 변화하지 않으며, 상기 최적 점화 진각은 상기 값과 동등한 것으로 정의되는 것;의 서브 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 방법.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 하나의 상기 제어 장치에 의한 제어 방법은,
상기 제어 장치는 반복 수단을 포함하고,
상기 방법은
h) 카운터는 0으로 재설정되는 것;
i) 제 8항의 제어 방법의 a)내지 d) 상기 단계가 적용되는 것;
j) 상기 i)단계에서 획득한 상기 진단상의 기준의 값이 저장되는 것;
k) 상기 카운터에 의해 측정된 상기 값은 증가하는 것;
l) 상기 카운터에서 측정된 상기 값은 반복 횟수와 비교되고, 상기 값이 상기 반복 횟수보다 작거나 같으면 상기 방법은 i)단계로 이동하는 것;
m) 상기 j)단계에서 저장된 상기 진단상의 기준의 평균값이 계산되는 것; 및
n) 상기 m)단계에서의 상기 평균값이 상기 제어 밸브 오류 역치값과 비교되는 것;을 포함하는, 제어 방법.