KR20180113170A - 특히 자동차의 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내연기관의 유체 계량 시스템(100)의 계량 밸브(131)의 체적 유량을 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 유체 계량 시스템에는 유체를 이송하기 위한 하나 이상의 이송 펌프(111)가 배치되고, 상기 이송 펌프(111)는 공급 라인(207) 및 회수 라인(160)과 연결되며, 그리고 특히 이송 펌프(111)의 내부 누출이 결정되며, 계량 밸브(131)의 체적 유량은 이송 펌프의 결정된 내부 누출을 기반으로 검출되는(320, 325) 압력 값들에 따라서 모니터링된다(350).

Description

특히 자동차의 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법{METHOD FOR MONITORING THE VOLUME FLOW RATE OF A DOSING VALVE OF A FLUIDIC DOSING SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE ESPECIALLY FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은, 유체를 이송하기 위한 하나 이상의 이송 펌프가 배치되어 있는, 자동차의 내연기관의 유체 계량 시스템, 특히 DNOX 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량을 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 각각 본 발명에 따른 방법이 실행될 수 있게 하는 컴퓨터 프로그램; 컴퓨터 프로그램의 저장을 위한 기계 판독 가능 데이터 저장 매체; 및 전자 제어 장치;에도 관한 것이다.
자동차의 유해물질 배출량을 제한하기 위해, 허용 한계 값들은 세계적으로 계속하여 더욱더 감소되고 있다. 현재, 수정된 배출량 규제법(예: Euro 6) 및 신규 시험 주기들(WLTP: 세계 공통 경부하 시험 절차; Worldwide Harmonized Light Duty Test Procedure, 또는 RDE: 실제 도로 주행 배출량; Real Driving Emission - 2017년부터 시행 예정)은 상기 허용 값들을 더욱 감소시킬 것이다. 상기 한계 값들의 준수는 모든 자동차 등급(vehicle class)에 대해 단지 액티브형 배기가스 후처리로만 가능할 수 있을 것이다.
배기가스 후처리를 위한 SCR(선택적 촉매 환원) 계량 시스템의 디녹스트로닉(Denoxtronic)(DNOX)은 SCR 촉매 컨버터의 상류에서 배기가스 흐름 내로 물에 32.5%의 요소가 함유된 요소-물 용액(HWL), 이른바 "AdBlue"의 분사에 이용된다. 요소는 열분해 및 가수분해를 통해 암모니아로 변환된다. SCR 촉매 컨버터 내에서 암모니아는 질소산화물을 물과 질소로 환원시킨다.
SCR 배기가스 후처리 장치를 장착한 오늘날의 디젤 엔진에서, NOx 미연소 배출량은 전술한 DNOX 요소 계량 시스템에 의해 최대 95%만큼 감소되고 있다. 미래형 DNOX 시스템들은 체적 이송 펌프를 포함하여 순수 개회로 제어 모드로 작동된다. 상기 시스템들은 HWL 저장 탱크 내로 이어지는 미사용 AdBlue 용액용 회수부를 포함한다. 이송 펌프는 흔히, 행정 체적(stroke volume)을 알고 있을 때 이송 펌프의 체적 유량이 상대적으로 간단하게 결정될 수 있는 변위 펌프(displacement pump), 예컨대 왕복 피스톤 펌프(reciprocating piston pump)이다.
전술한 DNOX 시스템들은 내장 진단("OBD": On-Board Diagnosis)과 경고 및 요청 시스템과 관련한 법적 요구사항들을 충족해야 한다. 이런 경우, 계량 밸브를 관류하는 체적 유량은 2개의 시스템 특성, 요컨대 HWL의 공급 용량[이른바 "환원제 이송 성능(reductant delivery performance)"] 및 HWL의 소모량[이른바 "소요량 편차(consumption deviation)"]과 관련하여 모니터링되어야 한다. 이런 시스템들의 경우, 계량 밸브를 관류하는 체적 유량은 전형적으로 오리피스 판(orifice plate)으로서 형성되는 회수부를 관류하는 체적 유량을 기반으로 모니터링될 수 있다.
SCR 촉매 컨버터의 허용되지 않는 계량량 편차를 결정하기 위한 방법 및 장치는 DE 10 2013 204 686 A1호에서 개시된다. 가능한 양 편차(quantity deviation)는 2개 이상의 상이한 측정원 또는 신호원에 의해 검출된 데이터 또는 신호들을 기반으로 평가된다. 사전 설정된 시간 간격 동안, 계량 밸브는 개방되고 발생하는 압력 강하가 측정된다. 검출된 압력 강하는 사전 설정된 임계값과 비교되고 비교의 결과로부터 양 편차에 대한 값이 결정된다.
본 발명의 사상은, 이송 펌프를 포함한 본원에 관련된 계량 시스템에서, 이송 펌프의 안쪽 또는 내부 누출을 고려하면서 유체의 계량을 위해 제공된 계량 밸브의 체적 유량 또는 분사량을 모니터링하는 것에 있다.
이 경우, 본 발명은, 특히 변위 펌프로서 형성된 이송 펌프 및 이미 이송된 유체를 위한 회수부를 포함하는 DNOX 계량 시스템에 관한 것이다. 또한, 이 경우, 이송 펌프의 내부 누출로 인해 유체의 계량 시에 양 편차가 발생할 수 있다는 지식이 기초가 된다.
공지된 전술한 계량 시스템들은 매우 제한적으로만 상기 양 편차를 결정하거나 검출할 수 있다. 이는 개별 시스템 구성요소들의 매우 정확한 제조, 및/또는 또 다른 변수들, 예컨대 계량 시스템의 유압적 또는 기계적 시스템 강성의 복잡한 계산을 요구한다. 이런 계산 시에, 그 외의 단점으로, 시스템 강성의 결과들이 이송 펌프의 내부 누출을 통해 상당한 영향을 받는다. 그 외에, 내부 누출의 양도 펌프의 유효수명에 걸쳐서 변동된다.
그러므로 이에 관련된 계량 밸브의 체적 유량의 모니터링을 위한 선행 기술에서 공지된 콘셉트들은, 이송 펌프의 내부 누출이 무시할 수 있을 정도로 적다는 점을 전제조건으로 한다. 그러나 모니터링 동안 존재하는 내부 누출을 고려하는 콘셉트는 지금까지 없었다.
유체를 이송하기 위한 하나 이상의 이송 펌프가 배치되고 이 이송 펌프는 공급 라인 및 회수 라인과 연결되어 있는, 내연기관의 이에 관련된 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량을 모니터링하기 위한 제안되는 방법의 경우, 특히 이송 펌프의 내부 누출이 결정되며, 계량 밸브의 체적 유량은 이송 펌프의 결정된 내부 누출을 기반으로 실험적으로 검출되는 압력 값들에 따라서 모니터링된다. 압력 값들로서는, 이송 펌프의 유입구와 유출구 사이의 압력 강하 또는 압력비가 실험적으로 검출될 수 있다.
내부 누출의 분석적 결정을 위해 제안되는 접근법의 경우, 이송 펌프는 개념상 개별 구성요소들로 분할되며, 더욱 정확하게 말하면 체적 펌프; 및 이송 펌프에 대해 병렬로 배치되는 이상적인 스로틀;로 분할된다. 상기 분할은, 적절한 근사치로, 예컨대 왕복 피스톤 펌프 또는 기어 펌프처럼 이에 실질적으로 관련된 변위 펌프에도 적용된다. 또한, 스로틀은 개념상 회수부에 대해 병렬로 이송 펌프의 유출구에 배치되도록 변위된다. 상기 변위는, 흡입 라인과 회수 라인 사이의 압력차(PA - PR)가 유체 시스템 압력(p)에 비해 무시될 수 있을 때에만 허용된다.
계량 밸브를 관류하는 유체 체적 유량은 바람직하게는 압력비 또는 압력 강하의 실험적인 측정을 기반으로 결정된다. 그 결과, 계량 시스템의 양 편차 또는 부정확한 계량 역시도 매우 정확하게 검출되고 제어되거나 제거될 수 있다. 체적 유량의 정확한 값들은 하기 방정식을 기반으로 계산될 수 있다.
Figure pat00001
위의 방정식에서, Q는 유체의 체적 유량이고, λ는 압력비이며, 그리고 지표들 BF(= 회수부), DV(= 계량 밸브) 및 IL(= 누출)은 상응하는 체적 유량 성분들을 의미하며, 전체 체적 유량은 그대로 유지된다.
체적 펌프는 실험적인 측정 시에, 사전 설정 가능하거나 정의된 회전속도로 작동될 수 있고, 그에 따라 기지(known)의 체적 유량을 공급한다. 이 경우, 주지할 사항은, 계량 밸브를 관류하는 체적 유량의 모니터링이 회수부의 소정의 체적 유량을 요구한다는 점이다. 이런 목적을 위해, 오리피스 판이 이용된다. 이송 펌프의 내부 누출은 회수부의 체적 유량에 영향을 미치기 때문에, 누출이 검출되고 고려될 수 있다. 그에 따라, 계량 밸브를 관류하는 체적 유량의 모니터링은, 실험적으로 검출되는 압력비 또는 압력 값에 따라서, 더욱 정확하게 말하면 회수부를 관류하는 체적 유량을 기반으로, 그리고 이송 펌프의 사전 설정된 내부 누출의 고려하에 수행될 수 있다.
전술한 오리피스 판을 관류하는 체적 유량은 액체의 밀도 및 측정된 압력에 의해 계산될 수 있다. 이 경우, 스로틀과 오리피스 판은 회로 기술 측면에서 서로 병렬로 배치될 수 있다. 액체의 밀도는 액체의 측정된 온도에서 검출된다. 측정된 압력에서 누출 체적 유량을 계산할 수 있도록 하기 위해, 측정된 온도 및 측정된 압력에서 계산될 수 있는 상수(α)가 필요하다. 그에 따라, 압력의 각각의 측정된 값에 대해 누출 체적 유량 역시도 결정될 수 있다.
본원의 제안되는 방법은, 내부 누출이 있는 기존 계량 시스템에서, 계량 밸브를 관류하는 체적 유량을 모니터링하거나 심지어 향상시킬 수 있게 한다. 본원의 방법에서 내부 누출이 계량 밸브의 체적 유량의 모니터링 시에 고려되기 때문에, 차단용 부재들을 포함하지 않은 (이송) 펌프, 예컨대 멤브레인 또는 밸브 펌프의 이용 역시도 가능해진다. 또한, 간단한 방식으로, 이송 방향의 전환을 통해 이송할 뿐 아니라 재흡수도 할 수 있는 펌프 역시도 이용될 수 있다. 이로써, 상대적으로 큰 이송 출력 또는 이송 용량을 갖는 시스템들이 비용 효과적으로 실현된다.
내부 누출의 검출을 위한 제안되는 접근법은 오직 이송 펌프의 구성요소들의 기지의 특성들 및 그에 따라 가용한 변수들에만 근거하기 때문에, 상기 접근법은 주목할만한 추가 비용 없이 실현될 수 있다. 특히 오직 수정된 제어 프로그램만이 필요하기는 하지만, 그러나 추가적인 전자 또는 유압 유닛 또는 장치는 필요하지 않다.
또한, 본원의 제안되는 방법에 의해, 바람직하게는 펌프의 작동에 대한, 내부 누출이 있는 본원에서 관련된 이송 펌프의 제조 공차의 부정적인 영향은 최소화될 수 있다. 그에 따라, 결과적으로, 이송 펌프의 제조 비용 역시도 대폭 감소된다. 또한, 계량 시스템 내에 고정 장착되는 이송 펌프의 행정 체적은 계량 시스템 내 유체 압력의 함수로서 정확하게 알려진 기지 사항이기 때문에, 본원에서 관련되는 계량 대상 유체 물질에서 선행 기술에 비해 훨씬 더 적은 계량량 편차가 실현된다.
본 발명은 모든 유체 또는 유압 계량 시스템에서 적용될 수 있으며, 특히 이른바 SCR 배기가스 후처리 시스템들에서 적용될 수 있다. 선호되는 이용 분야는, 승용차뿐 아니라 상용 차량에서도 이용되어야 하고 계량 대상 유체를 위해 본원에서 관련되고 바람직하게는 변위 펌프로서 형성된 이송 펌프를 포함하는 본원 출원인의 미래형 "디녹스트로틱" 계량 시스템이다.
본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은, 특히 컴퓨터 또는 제어 장치에서 실행될 때, 본원의 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성된다. 본원의 컴퓨터 프로그램은, 전자 제어 장치에서 구조적인 변경을 실행할 필요 없이, 상기 전자 제어 장치에서 본 발명에 따른 방법의 구현을 가능하게 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되는 기계 판독 가능 데이터 저장 매체가 제공된다. 전자 제어 장치에 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램을 설치하는 것을 통해, 본 발명에 따른 방법을 이용하여 본원에 관련된 유체 계량 시스템을 제어하도록 구성되는 본 발명에 따른 전자 제어 장치가 확보된다.
본 발명의 또 다른 장점들 및 구현예들은 하기 기재내용 및 첨부한 도면들에서 제시된다.
자명한 사실로서, 상기에서 언급되고 하기에서 여전히 설명될 특징들은, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서, 각각 명시된 조합으로뿐만 아니라 또 다른 조합으로도, 또는 독자적으로도 이용될 수 있다.
도 1은 선행 기술에 따른 SCR 촉매 컨버터의 HWL 계량 시스템을 도시한 블록회로도이다.
도 2a 및 도 2b는 본원에서 관련된 이송 펌프를 개별 구성요소들로 본 발명에 따라 개념상 분할하여 각각 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
DNOX 시스템을 위한 하기에 기재되고 확장되는 양 편차 검출은 특히 내부 누출이 있고 외부 회수부를 포함하는 변위 펌프들, 예컨대 "COR" 펌프들에서 이용될 수 있다.
도 1에서 SCR 촉매 컨버터의 예시에서 개략적으로 도시된 것처럼, 배기가스 흐름 내로의 "AdBlue" 또는 HWL 계량을 이용하는 내연기관의 배기가스 후처리의 경우, 이송 유닛들 및 인젝터들을 구비한 계량 시스템들이 이용된다. 이 경우, 많은 사례에서, AdBlue 탱크 내로 이어지는 회수부 역시도 제공된다. 배기가스 규제법을 준수하는 상기 시스템들의 작동을 보장하기 위해, 배기가스 라인 내로 계량되는 AdBlue의 양은 모니터링되어야 한다.
도 1에 도시되고 공지된 자동차의 유체 계량 시스템(100)은 회전식 이송 펌프(111)를 구비한 이송 모듈(110)을 포함하며, 상기 회전식 이송 펌프는 HWL 저장 탱크(120)로부터 압력 라인(121)을 경유하여 계량 모듈(130) 내로 HWL 유체(또는 환원제)를 이송하도록 구성되며, 그런 다음 계량 모듈에서 HWL 유체는 미도시한 배기가스 라인 내로 분사된다. 추가로, 계량 모듈(130)은, 개방되거나 폐쇄될 수 있으면서 계량 모듈(130)로 향하는 HWL 유체의 체적 유량을 제어하는 계량 밸브(131)와, 계량 모듈(130)을 관류하는 HWL 유체의 체적 유량(QDV)을 변경하는 오리피스 판(132)을 포함한다. 또한, 압력 센서(140)는, 계량 시스템(100) 내에 배치되며, 그리고 시간에 걸쳐서 이송 모듈(110)과 계량 모듈(130) 사이의 압력(p)을 측정하도록 구성된다. 전자 제어 장치(150)는 압력 센서(140)와 연결되어 상기 압력 센서로부터 시스템(100) 내의 압력에 대한 정보를 수신받는다. 추가로 전자 제어 장치(150)는 이송 펌프(111)를 포함한 이송 모듈과, 그리고 계량 밸브(131)와 함께 계량 모듈(130)과 연결되어 이들을 제어할 수 있다.
그 외에도, 계량 시스템(100)은 회수부(또는 회수 라인)(160)도 포함하며, 이 회수부를 통해서는, 시스템에서 유출된 HWL 유체가 체적 유량(QBF)으로 다시 HWL 저장 탱크(120) 내로 안내된다. 상기 회수부(160) 내에는 오리피스 판(161)이 배치되며, 이 오리피스 판은 국소적 유동 저항을 제공하고 그에 따라 회수부(160)의 효과적인 횡단면 표면을 축소시킨다.
미래형 계량 시스템들의 공식적 또는 기술적 허용을 위해, 35%의 양 편차는 이른바 "소요량 편차 모니터링(Consumption Deviation Monitoring)"에 의해 검출되어야 한다. 공지된 시스템들은 단지 조건부로만 상기 양 편차를 검출하는 가능성을 가지며, 그리고 개별 시스템 구성요소들의 매우 정확한 제조 및/또는 또 다른 변수들, 예컨대 강성 결정의 복잡한 계산을 요구한다. COR 펌프를 포함한 시스템에서 현재 적용되는 강성 결정을 통해, COR 펌프의 내부 누출에 대한 결과의 종속성이 발생한다. 내부 누출의 감소 및 제한은 오늘날의 지식수준으로는 불가능한데, 그 이유는 상기 내부 누출이 펌프의 유효수명에 걸쳐 심하게 변동될 수 있기 때문이다.
하기에서는, 도 2a 및 도 2b에 따라서, 개별 구성요소들로의 본원에서 관련된 이송 펌프의 개념상 분할(도 2a) 및 내부 누출의 원인을 제공하는 스로틀의 개념상 변위(도 2b)가 기재된다. 상기 변위는, 펌프의 흡입 라인과 회수 라인 사이에서 도 2b에 따른 압력차(PA - PR)가 계량 시스템의 전체 압력(p)에 비해 무시될 수 있을 때 허용된다.
도 2a에 파선(200)으로 표시되고 개략적으로 도시된 이송 펌프는 공급 라인(207)에 연결되어 있는 체적 펌프(205)를 포함한다. 체적 펌프(205)에 대해 병렬로 연장되는 분기 라인(208) 내에는 이상적인 스로틀(210)이 이송 펌프(200)의 구성요소로 배치되어 있다. 제1 화살표 방향(215)으로 체적 펌프(205)를 통해 생성된 이송 흐름이 실현되며, 그에 반해 이송 펌프(200)의 내부 누출을 통해 생성되어 스로틀(210)에 의해 명시되는 회수 흐름은 제2 화살표 방향(220)으로 실현된다.
도 2b에는, 다시 도 2a에 도시된 두 구성요소(205, 210)를 포함하는 이송 펌프(200)가 도시되어 있다. 좌측 부분도에서 알 수 있는 것처럼, 이송 펌프(200)는 다시 도 2a에 도시된 공급 라인(207)과 연결되며, 펌프 유입구에는 액체 압력(PA)이 인가된다. 이송 펌프(200)의 유출구에서 배출 라인(235)에는 압력(p)이 인가된다. 이송 펌프(200)의 외부에서, 펌프 유출구에는 공지된 방식으로 회수 라인(238)을 통한 유체의 회수를 위해 효과적인 오리피스 판(237)이 배치된다. 공급 라인(207) 및 배출 라인(235) 또는 회수 라인(238)은 각각의 유체를 위한 저장 탱크(240) 내에서 종결된다. 도 2b의 우측 부분도에서 알 수 있는 것처럼, 스로틀(245)과 오리피스 판(237)이 회로 기술 측면에서 서로 병렬로 배치됨으로써 내부 누출이 오리피스 판(237)에 대한 추가 회수 경로로서 작용하는 방식으로, 내부 누출의 원인을 제공하는 스로틀(245)의 개념상 변위가 수행된다.
하기에서는, 특히 변위 펌프의 누출 체적 유량이 분석적으로 도출된다. 이 경우, 온도가 정해진 조건에서 유체의 점성은 일정하고 그로 인해 체적 유량은 임계 회전속도까지 회전속도에 비례한다는 점이 상정된다. 그러나 펌프 기하구조의 변형이 발생하지 않도록 하기 위해 펌프의 유출구에서 압력은 너무 높지 않아야 한다.
본원에서 상정되는 체적 펌프의 경우, 하기 방정식(1)이 체적 유량(Q체적 펌프) 및 회전속도(n) 간의 관계에 적용된다.
Figure pat00002
도 2b에 도시된 오리피스 판(237)을 관류하는 체적 유량(Q오리피스 판)에 대해서는 하기 관계식이 적용된다.
Figure pat00003
위의 식에서, ρ는 오리피스 판(237)을 관류하는 유체의 밀도이고, 관계식 ρ = f(T)에 따라서 유체의 온도에 따라 결정된다. 이 경우, 값(ρ 공칭)은 밀도의 공칭값이고 p공칭은 압력의 공칭값이다.
변위 펌프의 내부 누출이 있는 경우, 결과적으로 압력(p)에 따라 결정되는 하기 체적 유량(Q누출)이 도출된다.
Figure pat00004
위의 식에서, 상수(α)는 기지 사항이 아니지만, 그러나 또 다른 변수들로부터 하기와 같이 결정될 수 있다.
이제, 상정된 체적 펌프의 전체 결과에 따른, 다시 말해 결산에 따른 체적 유량(Q체적 펌프)에 대해 하기 식이 도출된다.
Figure pat00005
그에 따라, 전술한 방정식들 (1) 내지 (4)로부터, 간단한 변형을 통해 상수(α)에 대해 하기 식이 도출된다.
Figure pat00006
또한, 내부 누출의 고려하에, 추가로 압력비[λ(t)]에 대해 하기 식이 도출된다.
Figure pat00007
상기 식에서, 변수(V)는 변위 펌프의 펌프 체적에 상응한다. 또한, 변위 펌프의 강성(k)은 하기 관계식을 통해 정해지기 때문에,
Figure pat00008
전체적으로 압력비[λ(t)]에 대해 사기 식이 도출된다.
Figure pat00009
전술한 체적(V)이 일정하다는 또 다른 상정하에, 방정식 (7)에 따르는 강성(k)의 값은 측정 시간(t)이 상대적으로 짧다는 조건에서 실질적으로 단지 압력(p)에 따라서만 결정된다.
그에 따라, 계량 밸브 "개방 상태(open)" 및 "폐쇄 상태(closed)"의 두 상황에 대한 압력비(λ)는 하기와 같이 계산된다.
a) 계량 밸브 "폐쇄 상태":
Figure pat00010
및
b) 계량 밸브 "개방 상태":
Figure pat00011
상기 식에서, 지표들 BF(= 회수부), DV(= 계량 밸브) 및 IL(= 누출)은 상응하는 개별 체적 유량들 또는 체적 유량 성분들을 지칭한다.
그에 따라, 전체적으로, 개별 체적 유량들을 기반으로 전술한 압력비들의 비율은 하기 식으로 도출되며,
Figure pat00012
그리고 그에 따라 계량 밸브를 관류하는 체적 유량(QDV)에 대해서는 하기 식이 도출된다.
Figure pat00013
실행할 실험적인 측정의 경우, 체적 펌프는 소정의 회전속도로 작동되고 그에 따라 기지의 체적 유량을 공급한다. 오리피스 판(237)을 관류하는 체적 유량은 액체의 밀도 및 측정된 압력에 의해 계산된다. 액체의 밀도는 액체의 측정된 온도에서 검출된다. 측정된 압력에서 누출 체적 유량을 계산할 수 있도록 하기 위해 매개변수(α)는 없다. 따라서 체적 유량이 구해진다. 요구되는 매개변수(α)는 측정된 온도 및 측정된 압력에서 계산될 수 있다. 그에 따라, 압력의 각각의 측정된 값에 대해 누출 체적 유량 역시 결정될 수 있다.
내부 누출의 결정을 위한 기재한 방법은, 상기 누출이 스로틀처럼 거동한다는 상정을 기반으로 한다. 누출이 또 다른 거동을 보인다면, 상기 거동은 섹션별 선형 함수를 통해 근사될 수 있다(예: QIL = k * p + Q0). 두 매개변수(k 및 Q0)의 결정을 위해 총 2회의 측정이 필요하다. 그에 따라, x개의 연속되는 섹션에서 결과적으로 x+1회의 측정이 이루어진다.
매개변수(α)의 유효성은 상이한 회전속도 조건에서 1회의 측정, 또는 짧게 연속되는 수 회의 측정을 통해 점검될 수 있다. 또한, 내부 누출의 결정은, 외부 누출의 모니터링을 위해서도 이용될 수 있다. 검출된 내부 누출의 값이 임계값을 초과하는 경우, 추가적인 외부 누출이 존재하는 것으로 상정된다.
도 3에는, 본 발명에 따른 방법의 일 실시예가 도시되어 있다. 본원의 방법은, 본 실시예의 경우, 파선들(300, 305)을 통해 구획이 구분되어 시간 순차적으로, 또는 병행하여 실행되는 2개의 부분 방법으로 구성된다. 제1 부분 방법(300)에서, 본원에서 관련된 이송 펌프의 내부 누출의 분석적 결정이 실행된다. 이 경우, 이송 펌프는, 기재한 것처럼, 개념상 구성요소들로 분할된다(310). 상기 분할은, 적절한 근사치로, 변위 원리에 따라 작동하는 펌프들에 적용된다. 내부 누출은, 회수부를 위해 이미 제공된 오리피스 판에 병렬로 배치되는 스로틀을 통해 근사된다(315).
계량 밸브를 관류하는 체적 유량은, 제2 부분 방법(305)에서 실행되는, 압력비 또는 압력 강하의 실험적인 측정에 따라서 결정된다. 이 경우, 체적 펌프는 사전 설정 가능한 회전속도로 작동되고(320), 그에 따라 기지의 체적 유량을 공급한다(325). 오리피스 판을 관류하는 체적 유량은 유체의 기지의 밀도 및 측정된 압력에 의해 계산된다(330). 유체의 밀도는 예시에서 공지된 방식으로 측정된 유체 온도에서 검출된다(335). 측정된 압력에서 누출 체적 유량을 계산할 수 있도록 하기 위해, 본 실시예에서 측정된 온도 및 측정된 압력으로 계산되는(340) 전술한 상수(α)가 필요하다. 그에 따라, 압력의 각각의 측정된 값에 대해 누출 체적 유량이 결정된다(345).
상기 측정 결과를 기반으로, 검출된 체적 유량에 의해, 계량 시스템의 가능한 양 편차가 검출되거나 모니터링될 수 있다(350). 그 다음, 그렇게 검출된 양 편차는 공지된 조치들로 제거될 수 있다(355).
기재한 방법은 내연기관의 제어를 위한 전자 제어 장치를 위한 제어 프로그램의 형태로, 또는 하나 또는 복수의 상응하는 전자 제어 유닛(ECU)의 형태로 실현될 수 있다.

Claims (11)

  1. 내연기관의 유체 계량 시스템(100)의 계량 밸브(131)의 체적 유량을 모니터링하기 위한 방법으로서, 상기 유체 계량 시스템에는 유체를 이송하기 위한 하나 이상의 이송 펌프(111)가 배치되고, 이송 펌프(111)는 공급 라인(207) 및 회수 라인(160)과 연결되는, 상기 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법에 있어서, 이송 펌프(111)의 내부 누출이 결정되며(340), 계량 밸브(131)의 체적 유량은 이송 펌프의 결정된 내부 누출을 기반으로 실험적으로 검출되는(320, 325) 압력 값들에 따라서 모니터링되는(350) 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서, 이송 펌프(111)의 유입구(207)와 유출구(235) 사이의 압력 강하 또는 압력비가 실험적으로 검출되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이송 펌프(111, 200)의 내부 누출은 분석적으로 결정되며, 이송 펌프(111, 200)는 체적 펌프(205); 및 체적 펌프(205)에 대해 병렬로 배치되는 스로틀(210);로 분할되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  4. 제3항에 있어서, 이송 펌프(111, 200)의 유출구에는 저장 탱크(120, 240) 내로 유체의 회수를 위해 효과적인 오리피스 판(161, 237)이 배치되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  5. 제4항에 있어서, 스로틀(245)과 오리피스 판(161, 237)은 회로 기술 측면에서 서로 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 체적 펌프(205)는 압력 값들의 실험적인 검출 시에, 사전 설정 가능한 회전속도로 작동되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 오리피스 판(161, 237)을 관류하는 체적 유량은 유체의 밀도 및 실험적으로 검출된 압력에 따라서 계산되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 계량 밸브(131)를 관류하는 체적 유량(QDV)은 하기 방정식에 따라서 분석적으로 결정되며,
    Figure pat00014

    위의 방정식에서, Q는 유체의 체적 유량이고, λ는 압력비이며, 그리고 지표들 BF(= 회수부), DV(= 계량 밸브) 및 IL(= 누출)은 상응하는 체적 유량 성분들을 의미하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 유체 계량 시스템의 계량 밸브의 체적 유량 모니터링 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법의 각각의 단계를 실행하도록 구성되는 컴퓨터 프로그램.
  10. 제9항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 기계 판독 가능 데이터 저장 매체.
  11. 유체를 이송하기 위한 하나 이상의 이송 펌프(111)가 배치되고 이송 펌프(111)는 공급 라인(207) 및 회수 라인(160)과 연결되어 있는, 특히 자동차의 내연기관의 유체 계량 시스템을 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라서 제어하도록 구성되는 전자 제어 장치(150).
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