KR101871126B1

KR101871126B1 - 내연 엔진의 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량의 결정

Info

Publication number: KR101871126B1
Application number: KR1020177000404A
Authority: KR
Inventors: 야로슬라프 리파
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2018-07-20
Also published as: KR20170018007A; CN106414936A; WO2015185471A1; US20170145888A1; DE102014210884A1; US10190462B2; CN106414936B; DE102014210884B4

Abstract

내연 엔진의 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법 및 대응하는 디바이스가 설명된다. 상기 방법은 (a) 상기 제2차 공기 시스템의 압력 센서에 의해 실제 압력(Pist)을 측정하는 단계로서, 상기 압력 센서는 상기 펌프로부터 다운스트림에 배열된, 상기 측정하는 단계; (b) 상기 측정된 실제 압력(Pist)에 기초하여 동적 압력(Pdyn)을 확인하는 단계로서, 상기 동적 압력(Pdyn)은 상기 내연 엔진의 동적 동작에 의해 야기되는 상기 측정된 실제 압력(Pist)의 변화의 특성인, 상기 확인하는 단계; (c) 상기 제2차 공기 시스템이 동작하는 현재 존재하는 외부 기본 상태에 기초하여 베이스 압력(Pb)을 확인하는 단계; (d) 상기 확인된 베이스 압력(Pb)과 상기 확인된 동적 압력(Pdyn)에 기초하여 모델 압력(Pm)을 계산하는 단계; 및 (e) 상기 계산된 모델 압력(Pm)과 상기 측정된 실제 압력(Pist) 사이의 비율에 기초하여 상기 펌프 용량을 결정하는 단계를 포함한다. 나아가, 상기 설명된 방법을 실행하도록 설계된 시스템 및 내연 엔진이 설명된다.

Description

내연 엔진의 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량의 결정{DETERMINING THE PUMP CAPACITY OF A PUMP OF A SECONDARY AIR SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 일반적으로 환경을 손상시키는 방출량을 감소시키기 위해 내연 엔진, 특히 스파크 점화 엔진의 배기 가스를 후처리하는 기술 분야에 관한 것이다. 보다 정확하게는, 본 발명은, 내연 엔진의 배기 구획에 위치된 촉매 컨버터를 동작 온도로 신속히 가열하여, 특히 배기 가스 성분 HC 및 CO의 방출량을 워밍업 단계(warming up phase)에서 감소시키기 위해, 내연 엔진의 워밍업 단계에서 알려진 방식으로 활성화되는 제2차 공기 시스템이라고 지칭되는 시스템을 동작시키는 것에 관한 것이다. 본 발명은, 특히, 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 방법을 수행하는 디바이스 및 본 방법을 수행하도록 구성된 시스템 및 내연 엔진에 관한 것이다.

내연 엔진 및, 특히, 스파크 점화 엔진에서 나오는 원치 않는 오염물 방출량은 배기 가스 촉매 컨버터에서 촉매 후처리에 의해 알려진 방식으로 감소될 수 있다. 그러나, 촉매 후처리를 효과적으로 수행하기 위하여, 배기 가스 촉매 컨버터는 특정 동작 온도에 도달되어야 한다. 배기 가스 테스트에 따르면 오염물 방출량의 대부분이 대응하는 내연 엔진의 워밍업 단계에서 방출되는 것으로 발견되었다. 그리하여, 오염물 방출량을 감소시키기 위해서는 배기 가스 촉매 컨버터가, 예를 들어, 500℃의 동작 온도로 가능한 한 신속히 가열될 것을 보장하는 것이 요구된다.

배기 가스 촉매 컨버터를 신속히 가열하는 것은 제2차 공기라고 지칭되는 공기를 내연 엔진의 배기 구획으로 송풍하거나 공급하는 것에 의해 알려진 방식으로 달성될 수 있다. 제2차 공기가 유입되는 위치는, 배기 구획의 시작부와 배기 가스 촉매 컨버터 사이 내연 엔진의 출구 밸브의 다운스트림에 있다.

대응하는 제2차 공기 시스템은 제2차 공기를 펌핑하는 전기 제2차 공기 펌프, 및 다운스트림에 연결되고 제2차 공기 흐름을 제어하는 목적을 가지고 있는 제2차 공기 밸브를 구비한다. 제2차 공기 밸브가 적어도 부분적으로 개방될 때에만 제2차 공기가 배기 구획으로 공급될 수 있다. 본 문서에서, 달리 언급이 없는 한, 제2차 공기 펌프는 간단히 "펌프"라고 지칭되고, 제2차 공기 밸브는 간단히 "밸브"라고 지칭된다.

제2차 공기에 의해 배기 가스 촉매 컨버터를 가열하는 것은 내연 엔진의 고온 배기 가스에서 비-연소된 연료와 제2차 공기를 강하게 발열 반응시키는 것에 기초한다. 업스트림에서 및 배기 가스 촉매 컨버터에서 (아직) 연소되지 않은 연료를 추가적으로 산화시키면 배기 가스 촉매 컨버터를 동작 온도로 신속히 가열시킬 수 있다. 이런 방식으로, 내연 엔진의 워밍업 단계에서 오염물 방출량이 감소되고 배기 가스 촉매 컨버터의 적절한 동작 온도("라이트-오프(light-off)" 온도라고 지칭되는 온도)에 보다 신속히 도달된다.

법적 요구조건으로 인해, 동작 동안 요구될 때 펌프가 특정 최소 공기 질량 흐름을 항상 생성할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 제2차 공기 시스템은 모니터링되어야 한다. 그리하여 입법자는 펌프의 현재 효율 레벨이 각각 모니터링될 것을 규정하였다.

제2차 공기의 현재 질량 흐름을 추정하기 위하여, 제2차 공기 시스템에 위치되고 펌프와 밸브 사이에 배열되어 (밸브가 개방될 때) 이 구역에서 제2차 공기의 압력을 측정하는 압력 센서가 사용될 수 있다. 펌프의 효율 또는 펌프 용량을 모니터링하기 위하여, 알려진 방식으로 (a) 모델 압력과 (b) 실제 압력 사이의 비율 또는 몫으로부터 획득되는 파라미터를 사용하는 것이 가능하다.

이런 상황에서, 각 제2차 공기 시스템의 설계에 뿐만 아니라 현재 동작 상태에 의존하는 모델 압력이 데이터 처리 유닛, 예를 들어, 엔진 제어기에 의해 취득된다. 실제 압력은 여기서 압력 센서에 의해 측정된 압력이다.

모델 압력은 다음 파라미터, 즉: (a) 일반적으로 각 자동차의 현재 배터리 전압에 대응하는 (제2차) 펌프를 위한 전기 공급 전압; (b) 주위 (공기) 압력; (c) 주위 온도; (d) (제2차) 펌프에 의해 전달되는 공기의 질량 흐름; 및 (e) 내연 엔진의 회전 속도의 함수로서 취득될 수 있다. 실제, 다수의 특성 다이어그램은 이들 파라미터를 고려하기 위하여 측정되어야 하고, 상기 다이어그램은 제2차 공기 시스템의 동작 동안 펌프 효율을 모니터링하거나 또는 진단하기 위해 사용되어야 한다. 이것은 모니터링 또는 진단에 및, 특히, 제2차 공기 시스템의 설정에 많은 비용을 요구한다.

DE 103 44 910 A1은 또한 모델 압력을 사용하는 제2차 공기 시스템을 위한 진단 방법을 개시한다. 이 모델 압력은 여기서 다음 4개의 파라미터, 즉: (a) 전기 공급 전압 또는 배터리 전압; (b) 주위 (공기) 압력; (c) 주위 온도; 및 (d) (제2차) 펌프에 의해 전달되는 공기의 질량 흐름의 함수로서 취득된다. 이 방법은 또한 실제 특히 효율 면에서 모니터링되는 (제2차) 펌프를 갖는 제2차 공기 시스템을 설정하기 위해 많은 비용을 요구하는 다수의 특성 다이어그램을 사용하여 수행된다.

본 발명은 제2차 공기 시스템의 모니터링을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 목적은 독립 특허 청구항의 주제에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예, 추가적인 특징 및 상세는 종속 청구항, 상세한 설명 및 도면에서 찾아볼 수 있다. 여기서, 본 방법과 관련하여 설명되는 특징과 상세는, 물론, 디바이스, 시스템 및 내연 엔진과 관련하여서도 적용되고, 각각 그 역도 그러하여, 본 발명을 설명하는 면에서 상호 호환 방식으로 본 발명의 개별 측면들을 항상 참조할 수 있다.

본 발명의 제1 측면에 따라, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법이 설명된다. 설명된 방법은 (a) 제2차 공기 시스템의 압력 센서에 의해 실제 압력을 측정하는 단계로서, 상기 압력 센서는 상기 펌프의 다운스트림에 배열된, 상기 측정하는 단계; (b) 상기 측정된 실제 압력에 기초하여 동적 압력을 취득하는 단계로서, 상기 동적 압력은 상기 내연 엔진의 동적 동작에 의해 야기되는 상기 측정된 실제 압력의 변화의 특성인, 상기 취득하는 단계; (c) 상기 제2차 공기 시스템이 동작하는 현재 존재하는 외부 주변 상태에 기초하여 기본 압력을 취득하는 단계; (d) 상기 취득된 기본 압력과 상기 취득된 동적 압력에 기초하여 모델 압력을 계산하는 단계; 및 (e) 상기 계산된 모델 압력과 상기 측정된 실제 압력 사이의 비율에 기초하여 상기 펌프 용량을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 설명된 방법은 상기 펌프 용량을 결정하는데 사용되는 상기 모델 압력이 상기 압력 센서의 측정된 압력 신호 또는 실제 압력만큼 보정되었을 수 있다는 구현에 기초한다. 이런 상황에서 상기 모델 압력을 계산하는데 사용되는 기본 압력에 대한 (동적) 보정 요구조건은 상기 실제 압력에 대한 보정 요구조건과 동일하거나 적어도 비례하는 것으로 가정된다. 이것은 보정되어야 하는 변동이 상기 시스템에 의해 조절(conditioned)되는 것으로 기인한다. 상기 언급된 동적 압력은 이 보정을 위해 사용된다. 상기 취득된 기본 압력과 상기 취득된 동적 압력에 기초하여 모델 압력을 계산하는 것은 상기 기본 압력을 보정하는 것에 대응한다. 이 동적 보정은 상기 측정된 압력 신호(센서 신호)로부터 추출된 동역학(dynamics)에 의해 수행된다.

그리하여 상기 취득된 기본 압력과 상기 취득된 동적 압력에 기초하여 상기 모델 압력을 계산하는 것은 상기 기본 압력을 (동적으로) 보정하는 것에 대응한다. 이 보정은, 특히, 상기 압력 신호(센서 신호)의 동적 거동을 추출하는 것을 포함할 수 있다.

상기 동적 압력은 상기 내연 엔진의 동작의 동적 성분으로부터 초래되는 상기 측정된 실제 압력의 시간에 따른 변화를 고려할 수 있다. 상기 내연 엔진에서 정상-상태 동작의 경우 상기 동적 압력이 감소된다.

분명하게는, 여기에 설명된 방법이 수행될 때 상기 제2차 공기 시스템의 동작 동안, 즉 상기 내연 엔진의 배기 구획으로 제2차 공기를 송풍하는 동안 상기 제2차 공기 시스템에서 일어나는 압력의 모든 변화는 상기 내연 엔진의 동작의 동적 변화에 의해서만 야기되는 것으로 가정된다. 특히, 상기 내연 엔진의 배기 구획에서 배기 가스 역압(backpressure)이라고 지칭되는 압력의 변동으로부터 야기되는 이러한 동적 변화는 상기 내연 엔진에 의해 구동되는 차량의 양의 또는 음의 가속으로부터 발생할 수 있다. 음의 압력 변화는, 특히, 오버런 차단(overrun cut-off)이라고 지칭되는 것에 의해 생성될 수 있다. 나아가, 상기 동적 변화는, 예를 들어, 알려진 방식으로 상기 내연 엔진의 배기 가스 흐름에서 터보차저의 충진 압력(charge pressure)을 조절하는데 사용되는 바이패스 밸브(폐기 게이트(waste gate)라고 지칭되는 밸브)를 개방하거나 폐쇄하는 것으로부터 발생될 수 있다.

본 문서에서 설명된 방법에서, 상기 실제 압력에 대해 측정된 압력 신호는 적절한 방식으로 조절된다. 이러한 조절은 상기 측정된 압력 신호로부터 추출된 동역학을 나타내는 동적 압력을 초래한다. 이러한 조절로 인해, 상기 실제 압력의 측정된 압력 신호는 상기 모델 압력의 값과 직접 비교될 수 있고, 이런 방식으로 현재 상기 제2차 공기 시스템의 펌프에 의해 현재 이용가능한 펌프 용량이 용이하고 효과적으로 높은 정확도 레벨로 결정될 수 있다.

상기 기본 압력은 또한 비유적인 방식으로 펌프의 공칭 압력이라고 지칭될 수 있다. 상기 기본 압력은 사실 상기 제2차 공기 시스템이 동작하는 현재 존재하는 외부 주변 상태 하에서 상기 펌프에 의해 이용가능한 펌프 용량을 특성화한다(characterize).

본 문서에서 압력이 측정되거나, 결정되거나, 취득되거나 또는 계산되는 것을 설명할 때, 물론, 상기 압력에 대응하는 값이 측정되거나, 결정되거나, 취득되거나 또는 계산되는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

"다운스트림"이라는 용어는 본 문서에서 대응하는 매체, 여기서 상기 제2차 공기의 흐름 방향이라고 지칭되는 것으로 이해된다. 이 경우에, 이것은 상기 흐르는 제2차 공기가 먼저 상기 펌프를 통과하고 나서 이후 상기 압력 센서를 지나 흐르거나 또는 상기 압력 센서의 공간적 등록 구역(spatial registration region)을 통과하여 흐르는 것을 의미한다.

상기 압력 센서는 바람직하게는 흔히 제2차 공기 밸브라고 지칭되는 밸브와 펌프 사이에 배열된다. 상기 제2차 공기 시스템의 압력 센서로부터 측정된 압력 신호는 상기 결정된 펌프 용량에 기초하여 상기 제2차 공기 밸브를 진단하는데 사용된다. 상기 압력 센서는 상기 제2차 공기 시스템에서 상기 제2차 공기 밸브의 업스트림에 설치된다.

본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라, 적어도 (i) 실제 압력의 측정, (ii) 동적 압력의 취득, 및 (iii) 기본 압력의 취득은 제2차 공기 시스템의 활성 동작 동안 수행된다.

"활성 제2차 공기 시스템"이라는 표현은, 이런 상황에서, 한편으로는, 펌프가 스위칭온되고 그리하여 제2차 공기를 전달하고, 다른 한편으로는, 제2차 공기 밸브가 개방되어 운반된 제2차 공기가 또한 배기 구획으로 실제 흐를 수 있는 제2차 공기 시스템의 동작 상태를 언급하는 것으로 이해된다. 이것은 펌프 용량을 결정하는 것이 제2차 공기 시스템이 동작하는 것과 관련된 동작 상태 하에서 일어난다는 장점을 구비한다.

전체 방법은 바람직하게는 불필요한 지연 없이 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 상기 모델 압력을 계산하고 상기 펌프 용량을 결정하는 것은 필요한 입력 값이 알려지자마자 지연 없이 수행된다. 그리하여 상기 설명된 방법은 필요시 심지어 실시간으로 수행될 수도 있다.

본 발명의 추가적인 예시적인 실시예에 따라, 상기 제2차 공기 시스템이 동작하는 외부 주변 상태는 (i) 상기 펌프에 대한 현재 전기 공급 전압, (ii) 주위 온도, 및 (iii) 주위 압력에 의해 특징지어진다.

제2차 공기 시스템에 사용된 펌프의 경우에 이용가능한 펌프 용량은 상기 펌프의 공급 전압에 상당히 의존하기 때문에, 이 전압 의존성은 상기 펌프 용량을 신뢰성 있게 결정하기 위해 고려되어야 한다. 그러나, 실제 대응하는 특성 곡선은 이러한 펌프의 제조사에 의해 고객에 이용가능하게 이루어지기 때문에 이것은 특정 곤란함을 구성하지 않는다.

주변으로부터 흡입된 공기의 밀도의 변화는 상기 제2차 공기 시스템의 주변의 압력과 온도에 대한 밀도의 의존성을 설명하는 적절한 인자에 의해 여기에 설명된 방법에 고려된다. 이들 인자들은 가스로 주변 공기를 설명하는 간단한 물리적 변수에 의존하기 때문에, 이들 보정은 또한 설명된 방법을 실행하는 동안 특정 특징을 구성하지 않는다.

본 발명의 추가적인 예시적인 실시예에 따라, 외부 주변 상태를 특성화하는 것은 공급 전압, 주위 온도 및 주위 압력의 물리적 변수에만 기초하여 수행된다.

그리하여, 알려진 방법에 비해, 상기 펌프의 펌프 용량을 결정하려면, 상기 제2차 공기 시스템이 동작하는 외부 주변 상태를 특성화하는 더 적은 변수를 요구한다. 특히, 여기에 설명된 방법에서 운반된 공기의 질량 흐름 또는 내연 엔진의 회전 속도 중 그 어느 것도 고려되지 않는다. 그 결과, 상기 설명된 방법은 연산하는데 상당히 더 적은 비용으로 수행될 수 있다. 나아가, 피할 수 없는 (측정) 불확정성을 각각 수반하는 입력 파라미터의 개수가 감소된 결과 상기 펌프 용량을 결정하는 정확도와 신뢰도가 증가된다.

외부 주변 상태를 특성화하는데 필요한 의존성은 적절한 함수, 예를 들어, 적절한 순서의 다항식에 의해 설명될 수 있다. 그러나, 각 의존성은 또한 보정 인자를 위한 대응하는 룩업 테이블에 의해 고려될 수 있다. 본 방법은 3개의 의존성만을 포함하기 때문에, 룩업 테이블/테이블들을 결정하는 측정 장비 면에서 대응하는 비용이 알려진 진단 방법에 비해 대응하여 감소된다.

본 발명의 추가적인 예시적인 실시예에 따라, 측정된 실제 압력의 시간 프로파일은 하부 포락선 곡선과 상부 포락선 곡선에 의해 한정된 다수의 진동을 구비한다. 나아가, 상기 동적 압력은 상기 하부 포락선 곡선에 기초하여 취득된다.

상기 하부 포락선 곡선을 사용하면 상기 측정된 실제 압력에서 고주파수 성분이 고려될 필요가 없고, 고려되지 않는다는 장점이 제공된다. 이러한 고주파수 진동은, 특히, 동작하는 내연 엔진의 출구 밸브를 개방하고 폐쇄하는 것으로부터 초래될 수 있다. 상기 하부 포락선 곡선을 등록하기 위하여, 알려진 추출 방법이 사용될 수 있다.

본 발명의 추가적인 예시적인 실시예에 따라, 상기 동적 압력을 취득하는 것은 상기 실제 압력의 샘플링된 압력 값을 순차 등록하는 것을 포함한다. 나아가, 상기 하부 포락선 곡선은 상기 샘플링된 압력 값의 국부 최소 값을 식별하는 것에 의해 취득된다. 이것은 상기 하부 포락선 곡선과 그리하여 상기 동적 압력의 시간 프로파일이 특히 간단하면서도 신뢰성 있는 방식으로 취득될 수 있다는 장점을 제공한다.

알려진 나이키스트-샤논(Nyquist-Shannon) 샘플링 이론이 상기 하부 포락선 곡선을 신뢰성 있게 추출하기 위해 고려되어야 하는 것으로 이해된다. 따라서, 상기 샘플링은 대응하게 높은 주파수에서 수행되어야 한다. 이때, 상기 하부 포락선 곡선을 결정하는데 사용되는 최소 압력 값은 다중-실린더 내연 엔진의 각 실린더 또는 각 세그먼트(segment)에 대해 발견될 수 있다. 상기 하부 포락선 곡선을 이렇게 추출하는 것은 알려진 포락선 곡선 추출 절차에 의해 구현될 수 있다.

샘플링된 압력 값을 순차 등록하는 것은 바람직하게는 등거리 단계(equidistant step)에 의해 수행될 수 있다. 이런 상황에서, 상기 단계 길이는 내연 엔진의 크랭크샤프트의 회전 각도의 시간 또는 대안적으로 크랭크샤프트의 회전 각도의 변화와 관련될 수 있다.

본 발명의 추가적인 예시적인 실시예에 따라, 상기 모델 압력을 계산하는 것은 상기 취득된 기본 압력과 상기 취득된 동적 압력으로부터 합계를 형성하는 것을 포함한다. 이것은 상기 모델 압력이 특히 간단한 방식으로 계산될 수 있다는 장점을 제공한다.

상기 모델 압력을 계산하는 이러한 간단한 방법은 상기 설명된 방법의 정확도 및/또는 신뢰도를 손상시키지 않는 것으로 이해된다. 상기 기본 압력과 상기 취득된 동적 압력으로부터 합계를 형성하는 것은 사실 압력이 특정 물리적인 원천(origin)으로부터 각각 기인될 수 있는 여러 부분 압력으로 이루어질 수 있다는 간단한 물리적 고려사항을 사실 반영한다.

본 발명의 추가적인 측면에 따라, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 디바이스가 설명된다. 상기 설명된 디바이스는 (a) 상기 제2차 공기 시스템의 압력 센서로부터 실제 압력을 수신하는 등록 유닛으로서, 상기 압력 센서는 상기 펌프의 다운스트림에 배열된, 상기 등록 유닛; (b) 상기 측정된 실제 압력에 기초하여 동적 압력을 취득하는 제1 취득 유닛으로서, 상기 동적 압력은 상기 내연 엔진의 동적 동작에 의해 야기되는 상기 측정된 실제 압력의 변화의 특성인, 상기 제1 취득 유닛; (c) 상기 제2차 공기 시스템이 동작하는 현재 존재하는 외부 주변 상태에 기초하여 기본 압력을 취득하는 제2 취득 유닛; 및 (d) 상기 취득된 기본 압력과 상기 취득된 동적 압력에 기초하여 모델 압력을 계산하고 상기 계산된 모델 압력과 상기 측정된 실제 압력 사이의 비율에 기초하여 상기 펌프 용량을 결정하는 프로세서를 포함한다.

또한 상기 설명된 디바이스는, 알려진 원리로, 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 모델 압력을 사용하는 경우에, 동적 변화에 기인하는 시간적 변동이 시스템에-유도되기 때문에, 상기 측정된 실제 압력과 동일한 방식으로 보정된 보정 모델 압력이 사용될 수 있다는 구현에 기초한다.

상기 모델 압력을 계산하는데 사용되는 기본 압력을 대응하여 보정하기 위하여, 상기 압력 센서의 압력 신호는 적절히 조절된다. 그리하여 상기 측정된 압력 신호는 상기 모델 값과 직접 비교될 수 있다.

상기 설명된 디바이스는, 상기 등록 유닛, 상기 2개의 취득 유닛 및 상기 프로세서와 함께, 전술된 방법을 함께 수행할 수 있는 다수의 기능 유닛을 구비한다. 상기 설명된 기능 유닛들이 서로 공간적으로 별개로 구현될 필요가 없다. 특히, 전술된 방법을 수행하는데 필요한 전체 기능은 적절한 방식으로 프로그래밍된 엔진 제어 유닛에서 구현될 수 있다.

제2차 공기 시스템의 진단은 상기 설명된 디바이스에서 특히 용이하게 수행될 수 있다. 특히, 알려진 진단 절차에서 일반적으로 매우 부정확하고 필요한 보정과, 매우 높은 교정 비용 레벨로만 생성될 수 있는 특성 다이어그램을 사용하여 압력 모델 값을 필터링하는 것을 없앨 수 있다. 나아가, (i) 계산되거나 또는 보정된 모델 압력과 (ii) 측정된 실제 압력 사이의 비율에 의해 특징지어지는 진단 결과 또는 결정된 펌프 용량은 적어도 대부분 내연 엔진의 현재 부하점과 독립적이다.

이런 방식으로, 진단 결과의 불확정성 또는 변동이 크게 감소된다.

본 발명의 추가적인 측면에 따라, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 시스템이 설명된다. 상기 설명된 시스템은 (a) 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 전술된 유형의 디바이스, 및 (b) 상기 제2차 공기 시스템에서 실제 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하고, 상기 압력 센서는 상기 등록 유닛에 결합되고 상기 실제 압력을 상기 디바이스의 등록 유닛으로 전달하도록 구성된다.

본 발명의 추가적인 측면에 따라, 특히, 스파크 점화 엔진으로 구현되는 내연 엔진이 설명된다. 상기 설명된 내연 엔진은 (a) 적어도 하나의 연소 챔버를 구비하는 엔진 블록; (b) 상기 연소 챔버에서 생성된 배기 가스를 안내하는 배기 구획; (c) 제2차 공기를 상기 배기 구획으로 공급하는 제2차 공기 시스템; 및 (d) 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 전술된 유형의 시스템을 포함한다.

상기 설명된 내연 엔진은 상기 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 전술된 시스템이 상기 펌프 용량을 용이하고 효과적으로 높은 정확도 레벨로 결정하는데 사용될 수 있다는 구현에 기초한다. 그 결과, 제2차 공기 시스템의 기능적 능력은 임의의 시간에 체크될 수 있다.

본 발명의 실시예는 상이한 본 발명의 주제를 참조하여 설명된 것으로 이해된다. 특히, 본 발명의 다수의 실시예는 디바이스 청구항으로 설명되고, 본 발명의 다른 실시예는 방법 청구항으로 설명된다. 그러나, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 출원을 읽을 때, 명시적으로 달리 언급이 없는 한, 하나의 유형의 본 발명의 주제와 연관된 특징을 결합하는 것에 더하여, 상이한 유형의 본 발명의 주제와 연관된 특징을 임의의 원하는 방식으로 결합할 수 있을 것이라는 것을 명백히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 추가적인 장점과 특징은 현재 바람직한 실시예의 다음 예시적인 상세한 설명에서 찾아볼 수 있다. 본 문서의 각 도면은 단지 개략적인 것으로 고려되고 축척에 맞지 않는 것으로 이해된다.

도 1은 제2차 공기 시스템 및 이 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법을 수행하거나 제어하도록 구성된 엔진 제어 유닛을 구비하는 내연 엔진을 도시하는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛의 블록도;
도 3은 내연 엔진의 정상 동작 상태 동안 도 1에 도시된 압력 센서를 사용하여 등록된 차동 압력의 시간 프로파일을 도시하는 다이어그램;
도 4는 내연 엔진의 동적으로 변하는 동작 상태 동안 도 1에 도시된 압력 센서를 사용하여 등록된 차동 압력의 시간 프로파일을 도시하는 다이어그램;
도 5는 도 1에 도시된 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법의 예시적인 실시예를 도시하는 블록도; 및
도 6은 도 5에 도시된 포락선 곡선 추출기에 의해 4-실린더 엔진의 동작 사이클의 제3 세그먼트 동안 취득될 수 있는 차동 압력의 하부 포락선 곡선의 시간 프로파일을 도시하는 다이어그램.

여러 실시예에 따라 대응하는 특징 또는 부품과 동일하거나 또는 적어도 기능적으로 동일한 여러 실시예의 특징 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 제공되거나, 또는 (기능적으로) 대응하는 특징 또는 (기능적으로) 대응하는 부품의 참조 부호에서 첫 숫자만이 상이한 다른 참조 부호가 제공된다. 불필요한 반복을 회피하기 위하여, 이전에 설명된 실시예에서 이미 설명된 특징 또는 부품은 차후에 더 이상 상세히 설명되지 않는다.

나아가, 아래에 설명된 실시예는 본 발명의 가능한 실시예 변형 중 단지 제한된 선택 사항만을 제시하는 것으로 이해된다. 특히, 개별적인 실시예의 특징들을 서로 적절한 방식으로 결합할 수 있어서, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 여기서 명시적으로 도시된 실시예 변형을 다수의 여러 실시예를 명백히 개시하는 것으로 고려할 수 있을 것이다.

도 1은, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 제2차 공기 시스템(130)과 엔진 제어 유닛(150)을 구비하는 내연 엔진(100)을 도시한다. 엔진 제어 유닛(150)을 제어하는 것에 의해, 제2차 공기 시스템(130)의 펌프(132)의 펌프 용량을 결정하는 후술된 방법이 수행될 수 있다.

펌프(132)의 펌프 용량을 결정하는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예를 설명하기 전에 - 또한 상기 방법을 전체 제2차 공기 시스템(130)을 위한 진단 방법으로 고려하는 것도 가능하다 - 도 1은 내연 엔진(100)의 다수의 주제 특징을 설명한다.

도 1에 명백한 바와 같이, 내연 엔진(100)은, 복수의 연소 챔버(112)가 형성된 엔진 블록(110)을 구비한다. 여기에 도시된 예시적인 실시예에 따라, 내연 엔진(100)은 4개의 연소 챔버(112)를 구비하는 4-실린더 엔진이다. 출력측에는, 4개의 연소 챔버(112)가 출구 밸브(미도시)를 통해 내연 엔진(100)의 배기 구획(120)에 연결된다. 촉매 컨버터(124)와 2개의 람다 탐침(122 및 126)이 배기 구획(120)에 알려진 방식으로 배열된다.

나아가, 내연 엔진(100)은, 알려진 방식으로, 제2차 공기 펌프(132), 제2차 공기 압력 센서(134), 및 제2차 공기 밸브(136)를 구비하는 제2차 공기 시스템(130)을 구비한다. 이들 부품은 또한 아래에서 간단히 펌프(132), 압력 센서(134) 또는 밸브(136)로 지칭된다. 도 1에 명백한 바와 같이, 이 압력 센서(134)는 제2차 공기 밸브(136)의 업스트림에서 배기 구획(120)에 설치된다. 제2차 공기 시스템(130)이 활성 상태에 있는 경우, 즉 펌프(132)가 스위칭온되고 밸브(136)가 개방된 경우, 제2차 공기는 제2차 공기 출구 노즐(138)을 통해 배기 구획(120)으로 도입되거나 송풍된다. 이 제2차 공기는 알려진 방식으로 내연 엔진(100)의 워밍업 단계 동안 초과 산소를 이용가능하게 하는 기능을 하고, 여기서 초과 산소는 배기 구획(120)에서 아직 연소되지 않은 연료를 연소시켜 촉매 컨버터(124)를 가능한 신속히 동작 온도로 가열시키는데 사용된다.

엔진 제어 유닛(150)은 (대시 라인으로 도시된) 측정 라인을 통해 압력 센서(134)와 2개의 람다 탐침(122 및 126)에 연결된다. 엔진 제어 유닛(150)은 연속적인 제어 라인을 통해 펌프(132)와 밸브(136)에 연결된다.

도 2는 도 1에 도시된 엔진 제어 유닛(150)의 블록도를 도시한다. 엔진 제어 유닛(150)은 (a) 제2차 공기 시스템(130)의 압력 센서(134)로부터 실제 압력을 수신하는 등록 유닛(252), (b) 측정된 실제 압력에 기초하여 동적 압력을 취득하는 제1 취득 유닛(254)으로서, 상기 동적 압력은 상기 내연 엔진(100)의 동적 동작에 의해 야기되는 측정된 실제 압력의 변화의 특성인, 상기 제1 취득 유닛, (c) 상기 제2차 공기 시스템(130)이 동작하는 현재 존재하는 외부 주변 상태에 기초하여 기본 압력을 취득하는 제2 취득 유닛(256), 및 (d) 프로세서(258)를 포함한다. 프로세서는, 한편으로는, 취득된 기본 압력과 취득된 동적 압력에 기초하여 모델 압력을 계산하고, 다른 한편으로는, 계산된 모델 압력과 측정된 실제 압력 사이의 비율에 기초하여 펌프(132)의 펌프 용량을 결정하도록 구성되고 사용된다.

제2차 공기 압력 센서(134)의 센서 신호는 여기서 설명된 진단 방법을 수행하는데 사용된다. 진단 방법은 제2차 공기 시스템(130)의 활성 동작 동안 수행된다. 이것은 펌프(132)가 스위칭온되고 밸브(136)가 개방되는 것을 의미한다.

여기에 도시된 예시적인 실시예에 따라, 이 센서 신호는 제2차 공기 시스템(130)의 동작 동안 등거리로 샘플링된다. 이런 상황에서, "등거리"라는 것은 시간 또는 크랭크샤프트 각도를 말할 수 있다.

여기서 설명된 진단 방법이 기초하는 중심 개념은 제2차 공기 시스템(130)의 압력에 대한 모델 값 또는 모델 압력(Pm)을 계산하는 것인데, 이 모델 값은 배기 가스 역압의 모델을 포함하지 않는다. 이 배기 가스 역압은, 제2차 공기 출구 노즐(138)의 위치에 존재하고 배기 구획(120)을 통해 흐르는 배기 가스에 의해 야기되는 압력이다.

이런 상황에서 압력 센서(134)에 의해 측정된 압력은 (a) 펌프(132)에 의해 공급되는 제2차 공기의 질량 흐름으로부터 그리고 (b) 배기 구획(120) 내 배기 가스의 역압으로부터 초래되는 것임을 용이하게 볼 수 있다. 일반적인 펌프 특성에 따라, 펌프(132)의 질량 흐름은 주로 펌프(132)의 동작 전압에 의존한다. 이 동작 전압은 일반적으로 내연 엔진(100)에 의해 구동되는 자동차(미도시)의 배터리 전압(VB)이다.

나아가, 여기서 설명된 진단 방법에서, 주변으로부터 펌프(132)에 의해 흡입된 공기의 밀도의 변화는 주위 온도(TAM)와 주위 압력(AMP)에 의존하는 인자에 의해 고려된다. 펌프(132)에 의해서만 이용가능한 기본 압력(Pb)은 배터리 전압(VB), 주위 온도(TAM), 및 주위 압력(AMP)의 함수이다:

Pb = f(VB, TAM,AMP) (1)

제2차 공기 시스템(130)에서 이 기본 압력(Pb)은 압력 센서(134)를 사용하여 취득된다. 이를 위해, 기본 압력(Pb)은 측정된 압력 신호에 기초하여 적절한 방식으로 평가되어야 한다. 이런 평가를 하는 바람직한 가능성은 아래에 설명된다.

나아가, 여기서 설명된 진단 방법에서 제2차 공기 시스템(130)의 동작 동안 일어나는 압력의 모든 변화는 내연 엔진(100)을 제어하는 드라이버의 구동 거동의 변화에 의해서만 야기되는 것으로 가정된다. 이 변화는, 특히, 차량의 양 또는 음의 가속으로부터 초래될 뿐만 아니라 터보차저 바이패스 밸브(폐기 게이트라고 지칭됨)의 활성화(개방 또는 폐쇄)로부터 초래될 수 있다. 그러나, 이러한 설명은 결론적인 것은 아니고 구동 거동의 다른 유형의 변화도 압력 센서(134)에 의해 측정되는 압력의 변화를 초래할 수 있는 것으로 이해된다.

여기서 설명된 진단 방법에서, 시스템적으로 일어나는 압력 변동은 기본 압력(Pb)을 분석하는 것에 의해 결정된다. 나아가, 모델 압력(Pm)을 계산하기 위해, 이 결정된 시스템에서-유도되는 압력 변동이 고려되고 이에 대응하여 기본 압력(Pb)이 보정된다. 이런 상황에서, 제2차 공기 시스템의 동작 동안 에러의 발생이 배제되기 때문에 어떤 효과가 해당 압력 변동을 야기하는지는 무의미하다.

구체적으로, 여기서 설명된 진단 방법은 전체 압력이 부분 압력들의 합계라는 구현에 기초한다. 따라서, 압력 센서(134)에 의해 등록된 전체 압력(P_전체) 또는 실제 압력(Pact)은 (a) 주위 압력(Patm), (b) 펌프에 의해 제공되는 기본 압력(Pb), 및 (c) 배기 구획(120)에 존재하는 배기 가스 역압(Pexh)의 합계로 구성된다. 이 관계는 다음 수식(2)으로 설명된다:

P_전체 = Pact = Patm + Pb + Pexh (2)

추가적인 계산을 간략화하기 위하여, 동작들은 아래에서 차동 압력(Pdif)으로 수행되고, 여기서 다음이 적용된다:

Pdif = Pact - Patm = Pb + Pexh (3)

도 3은 이 차동 압력(Pdif)의 시간 프로파일을 도시하는 다이어그램이다. 2개의 하부 곡선은 펌프(132)의 작동과 밸브(136)의 작동을 도시한다. 신호(Sap)가 값 1을 취하는 경우, 펌프(132)는 동작되고 또는 펌프(132)가 스위칭온된다. 대응하는 방식으로, 신호(Sav)가 값 1을 취하는 경우 밸브(136)는 개방된다. 신호(Sap) 또는 신호(Sav)가 값 0을 취하는 경우, 펌프(132)는 구성되고 또는 밸브는 폐쇄된다.

도 3의 다이어그램의 상부 부분에서, 차동 압력(Pdif)은 제2차 공기 시스템이 활성인 시간 창에 도시된다. 차동 압력(Pdif)은 출구 밸브를 주기적으로 개방하고 폐쇄하는 것으로 기인되는 고주파수 진동을 가지는 것에 의해 연소 공정으로부터 초래되는 배기 가스가 각 연소 챔버로부터 배기 구획(120)으로 도입된다. 도시된 진동은 하부 포락선 곡선과 상부 포락선 곡선 사이에 연장된다. 내연 엔진의 정상-상태 또는 비-동적 동작이 도시된 여기에 도시된 예시적인 실시예에 따라, 제2차 공기 시스템의 활동 시작시에 하부 포락선 곡선과 상부 포락선 곡선은 특정 값을 취한다. 차후에, 두 값은 상대적으로 높은 고원 값(plateau value)으로 상승된다. 이 상승은 제2차 공기 시스템(130)에서 압력이 축적된 것을 나타낸다. 하부 포락선 곡선은, 수식(3)으로 수행되는 표준화에 따라, 펌프(132)에 의해 제공되는 기본 압력(Pb)을 특성화한다. 상부 포락선 곡선은 차동 압력(Pdif)의 시간 프로파일을 나타낸다. 상부 포락선 곡선과 하부 포락선 곡선 사이의 차이는 배기 가스 역압(Pexh)에 대응한다.

도 4는 내연 엔진 또는 제2차 공기 시스템(130)의 동적으로 변하는 동작 상태 동안 차동 압력(Pdif)의 시간 프로파일을 도시하는 다이어그램이다. 비-정상-상태의 경우에, 기본 압력(Pb)에 대해 동적으로 변하는 배기 가스 역압(Pexh)이 미치는 영향을 고려하는 것이 필요하다. 기본 압력(Pb)은 사실 상승된 배기 가스 역압(Pexh)(도 4에서 동적으로 가속되는 이동 구역 "I")만큼 증가되거나 또는 감소된 배기 가스 역압(도 4에서 오버런 차단 구역 "II")만큼 감소될 수 있다.

이러한 동역학은 이전에 모델 압력(Pm)에 고려되지 않았기 때문에, 적절한 모델 압력(Pm)을 결정하기 위해서는 기본 압력(Pb)은 여전히 대응하여 보정되어야 한다. 여기서 도시된 예시적인 실시예에 따라, 이것은 수식(4)에 의해 수행된다:

Pm = Pb + Pdyn (4)

여기서, Pdyn는 동역학으로부터 또는 측정된 실제 압력(Pact)의 동적으로 변하는 압력 성분(Pdyn)으로부터 추출되는 대응하는 동적 보정값이다.

동적으로 변하는 압력 성분(Pdyn)은, 여기서 도시된 예시적인 실시예에 따라, 도 4의 다이어그램에서 하부 포락선 곡선이다.

도 5는 펌프(132)의 펌프 용량을 결정하는 방법의 예시적인 실시예를 도시하는 블록도이다.

도 5로부터 명백한 바와 같이, 기본 압력(Pb)은 배터리 전압(VB), 주위 온도(TAM), 및 주위 압력(AMP)의 입력 변수에 기초하여 제1 알고리즘(S1)에 의해 제일 먼저 취득된다. 이러한 취득을 위하여, 일반적으로 펌프(132)의 제조사에 의해 이용가능한 특성 곡선이 사용된다. 기본 압력(Pb)의 시스템은 그리하여 알려진다.

가산기 유닛(562)에서, 동적 간섭이 이 기본 압력(Pb)에 추가되고, 상기 간섭은 문자 "d"로 표시되고 알려져 있지 않다. 이 간섭 "d"는 일반적으로 배기 가스 역압(Pexh)에 미치는 알려져 있지 않는 과도 상태 또는 동적으로 변하는 영향으로부터 초래된다.

알고리즘 또는 블록(S2)은, 상기 수식(3)에 따라, 측정된 실제 압력(Pact)과 주위 압력(Patm) 사이의 차이를 나타내는 차동 압력(Pdif)(da)의 시스템을 나타낸다.

측정된 실제 압력(Pact)은 또한 추출기(E)에 공급되고, 이 추출기는 매우 진동하는 차동 압력(도 4 참조)으로부터 하부 포락선 곡선(Pse)을 추출한다. 하부 포락선 곡선(Pse)의 시간 프로파일은, 알려진 기본 압력(Pb)과 함께, 이후 블록(F)으로 공급되고, 이 블록(F)은 동적 압력(Pdyn)의 시간 프로파일을 취득한다. 동적 압력(Pdyn)은 추가적인 가산기 유닛(564)에 의해 알려진 기본 압력(Pb)에 추가된다. 이것은 모델 압력(Pm)의 원하는 시간 프로파일을 초래한다.

명확히, 도 5의 블록도는 또한 다음과 같이 설명될 수 있다:

(1) 기본 압력(S1)의 시스템은 알려져 있고, 예를 들어, 주위 온도(TAM) 온도와 압력 또는 고도 보정(altitude correction)(AMP)을 갖는 특성 곡선으로 또는 제1차 시스템으로 모델링될 수 있다.

(2) 전체 압력(S2)의 시스템은 알려져 있지 않다. S1(차동 압력(Pdif))의 출력만이 관찰되거나 또는 측정될 수 있다. 이 출력은 측정된 실제 압력(Pact)으로부터 획득된다.

(3) 차동 압력(Pdif)의 하부 포락선 곡선은 포락선 곡선 추출기(E)에서 추출된다. 이 추출은 매우 진동하는 차동 압력(Pdif)(도 4 참조)의 국부 최소 값을 등록하고 평가하는 것에 의해 용이하게 수행될 수 있다. 신뢰성 있는 포락선 곡선 추출을 위하여, 실제 압력(Pact)을 샘플링하는 최소 주파수에 대한 알려진 나이키스트-샤논 이론이 충족되어야 한다. 전체 식별된 국부 최소 값은 하부 포락선 곡선(Pse)을 나타낸다. 포락선 곡선 추출기(E)에서, 대응하는 최소 샘플링된 실제 압력 값은 국부화되고 포락선 곡선을 위한 신호가 형성된다.

(4) 블록(F)의 목적은 실제 압력(Pact)의 측정된 신호에서 또는 수식(3)에 따라 지정된 차동 압력(Pdif)에서 동역학을 결정하는 것이다.

동적 압력(Pdyn)은 다음 수식(5)에 따라 블록(F)에서 계산될 수 있다:

여러 샘플링(i)에 대한 동역학 또는 동적 압력(Pdyn)을 결정한 후, 검색된 모델 압력(Pm)은 다음 수식(6)에 기초하여 계산된다:

Pm(i) Pb(i) + Pdyn(i) (6)

이런 방식으로 계산된 모델 압력(Pm)과 측정된 실제 압력(Pact) 사이의 비율은 펌프(132)의 검색된 펌프 용량을 특성화한다. 이것은 제2차 공기 시스템(130)을 진단하는데 사용된다.

도 6은 도 5에 도시된 포락선 곡선 추출기로부터 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 취득된 차동 압력 신호의 하부 포락선 곡선(Pse)의 시간 프로파일을 도시한다.

참조 부호 670에 의해 특징지어지는 고원-같은 구형파 곡선(square-wave curve)은 알려진 방식으로 여러 세그먼트로 분할된 내연 엔진의 동작 사이클의 활성 세그먼트를 각각 도시한다. 여기에 도시된 예시적인 실시예에 따라, 이것은 동작 사이클이 세그먼트 0, 1, 2 및 3으로 분할된 4개의 실린더를 갖는 내연 엔진에 관한 것이다. 도 6에서, 하부 포락선 곡선(Pse)은 4-실린더 내연 엔진의 동작 사이클을 분할한 것에 따라 4-배 주기를 갖고 특히 제3 세그먼트에 대해 표시된다. 차동 압력(Pdif)의(하부 포락선 곡선(Pse))이 먼저 강하게 상승하는 것이 분명하다. 이 강한 상승은 제3 실린더에 할당된 적어도 하나의 출구 밸브를 개방하는 것으로부터 초래된다. 차동 압력(Pdif)의 절대 최대값을 나타내는 피크 값에 도달된 후, 상기 값은 가파르게 강하된다. 이 강하는 배기 구획(120)에서 배기 가스가 흘러가는 것에 의해 설명될 수 있다. 압력 최소는 알려져 있지 않은 간섭으로 기인하는 2개의 후속 국부 최대 값들 사이에 위치된다.

도 6에 도시된 다이어그램에서, 횡좌표 상에 시간 대신에 각 내연 엔진의 크랭크샤프트의 각도가 또한 도시될 수 있는 것으로 이해된다. 이 경우에, 유사한 곡선 프로파일이 획득된다.

100: 내연 엔진 110: 엔진 블록
112: 연소 챔버 120: 배기 구획
122: 람다 탐침 124: 촉매 컨버터
126: 람다 탐침 130: 제2차 공기 시스템
132: 제2차 공기 펌프/펌프 134: 압력 센서
136: 제2차 공기 밸브/밸브 138: 제2차 공기 출구 노즐
150: 엔진 제어 유닛 252: 등록 유닛
254: 제1 취득 유닛 256: 제2 취득 유닛
258: 프로세서 562: 가산기 유닛
564: 가산기 유닛 S1: 기본 압력(Pb)(알려진) 시스템
d: (알려져 있지 않은) 간섭
S2: 차동 압력(Pdif)(알려져 있지 않은) 시스템
E: 하부 포락선 곡선 추출기 F: 동적 압력(Pdyn) 시스템
670: 동작 사이클의 분할

Claims

내연 엔진(100)을 위한 제2차 공기 시스템(130)의 펌프(132)의 펌프 용량을 결정하는 방법으로서,
상기 제2차 공기 시스템(130)의 압력 센서(134)에 의해 실제 압력(Pact)을 측정하는 단계로서, 상기 압력 센서(134)는 상기 펌프(132)의 다운스트림에 배열된, 상기 측정하는 단계;
상기 측정된 실제 압력(Pact)에 기초하여 동적 압력(Pdyn)을 취득하는 단계로서, 상기 동적 압력(Pdyn)은 상기 내연 엔진(100)의 동적 동작에 의해 야기된 상기 측정된 실제 압력(Pact)의 변화의 특성인, 상기 취득하는 단계;
상기 제2차 공기 시스템(130)이 동작하는 현재 존재하는 외부 주변 상태에 기초하여 기본 압력(Pb)을 취득하는 단계;
상기 취득된 기본 압력(Pb)과 상기 취득된 동적 압력(Pdyn)에 기초하여 모델 압력(Pm)을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 모델 압력(Pm)과 상기 측정된 실제 압력(Pact) 사이의 비율에 기초하여 상기 펌프 용량을 결정하는 단계를 포함하는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법.
제1항에 있어서, 적어도 (i) 상기 실제 압력(Pact)의 측정, (ii) 상기 동적 압력(Pdyn)의 취득, 및 (iii) 상기 기본 압력(Pb)의 취득은 상기 제2차 공기 시스템(130)이 활성인 동작 동안 수행되는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2차 공기 시스템(130)이 동작하는 상기 외부 주변 상태는 (i) 상기 펌프(132)를 위한 현재 전기 공급 전압(VB), (ii) 주위 온도(TAM), 및 (iii) 주위 압력(AMP)에 의해 특징지어지는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 외부 주변 상태를 특성화하는 것은 상기 공급 전압(VB), 주위 온도(TAM), 및 주위 압력(AMP)의 물리적 변수에 기초하여서만 수행되는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정된 실제 압력(Pact)의 시간 프로파일은 하부 포락선 곡선(Pse)과 상부 포락선 곡선으로 한정된 다수의 진동을 가지고,
상기 동적 압력(Pdyn)은 상기 하부 포락선 곡선(Pse)에 기초하여 취득되는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 동적 압력(Pdyn)을 취득하는 것은 상기 실제 압력(Pact)의 샘플링된 압력 값을 순차 등록하는 것을 포함하고,
상기 하부 포락선 곡선(Pse)은 상기 샘플링된 압력 값의 국부 최소 값을 식별하는 것에 의해 취득되는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모델 압력(Pm)을 계산하는 것은 상기 취득된 기본 압력(Pb)과 상기 취득된 동적 압력(Pdyn)으로부터 합계를 형성하는 것을 포함하는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 방법.
내연 엔진(100)을 위한 제2차 공기 시스템(130)의 펌프(132)의 펌프 용량을 결정하는 디바이스로서, 상기 디바이스(150)는,
상기 제2차 공기 시스템(130)의 압력 센서(134)로부터 측정된 실제 압력(Pact)을 수신하는 등록 유닛(252)으로서, 상기 압력 센서는 상기 펌프(132)의 다운스트림에 배열된, 상기 등록 유닛(252);
상기 측정된 실제 압력(Pact)에 기초하여 동적 압력(Pdyn)을 취득하는 제1 취득 유닛(254)으로서, 상기 동적 압력(Pdyn)은 상기 내연 엔진(100)의 동적 동작에 의해 야기되는 상기 측정된 실제 압력(Pact)의 변화의 특성인, 상기 제1 취득 유닛(254);
상기 제2차 공기 시스템(130)이 동작하는 현재 존재하는 외부 주변 상태에 기초하여 기본 압력(Pb)을 취득하는 제2 취득 유닛(256); 및
프로세서(258)를 포함하되, 상기 프로세서(258)는,
(i) 상기 취득된 기본 압력(Pb)과 상기 취득된 동적 압력(Pdyn)에 기초하여 모델 압력(Pm)을 계산하고,
(ii) 상기 계산된 모델 압력(Pm)과 상기 측정된 실제 압력(Pact) 사이의 비율에 기초하여 상기 펌프 용량을 결정하는, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 디바이스.
내연 엔진(100)을 위한 제2차 공기 시스템(130)의 펌프(132)의 펌프 용량을 결정하는 시스템으로서,
제8항의 디바이스(150), 및
상기 제2차 공기 시스템(130)의 실제 압력(Pact)을 측정하는 압력 센서(134)를 포함하고, 상기 압력 센서(134)는 상기 등록 유닛(252)에 결합되고, 상기 실제 압력(Pact)을 상기 디바이스(150)의 상기 등록 유닛(252)에 전달하도록 구성된, 내연 엔진을 위한 제2차 공기 시스템의 펌프의 펌프 용량을 결정하는 시스템.
스파크 점화 엔진으로 구현된 내연 엔진으로서, 상기 내연 엔진(100)은,
적어도 하나의 연소 챔버(112)를 구비하는 엔진 블록(110);
상기 연소 챔버(112)에 생성된 배기 가스를 안내하는 배기 구획(120);
제2차 공기를 상기 배기 구획(120)으로 공급하는 제2차 공기 시스템(130); 및
제9항의 시스템(150, 134)을 포함하는, 내연 엔진.