KR101934223B1 - 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법 및 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법 및 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크랭크 샤프트(11)를 갖는, 하이브리드 차량의 내연 기관(10)의 연소 과정을 인식하기 위한 방법(4)에 관한 것이다. 상기 방법(4)은, 크랭크 샤프트(11)의 회전수를 나타내는 회전수 신호(30, 31)를 획득하는 단계(40)와, 크랭크 샤프트(11)의 크랭크 샤프트 각도를 나타내는 크랭크 샤프트 각도 신호를 획득하는 단계(41)와, 회전수 신호(30, 31) 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여 내연 기관(10)에서 연소가 실행되는지를 검출하는 단계(42)를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법 및 제어 장치{METHOD AND CONTROLLER FOR RECOGNIZING A COMBUSTION PROCESS IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF A HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 상황에 따라 동시에, 즉, 하이브리드식으로 구동될 수도, 또는 서로 독립적으로 구동될 수도 있는 두 가지 상이한 구동 시스템을 특징으로 한다. 하이브리드 차량은 주로 내연 기관과 전기 구동부를 구동 시스템으로서 포함한다.
예를 들어, 고장 발생 시, 잘못된 연료 충전 등의 경우에, 내연 기관이 토크를 전혀 또는 충분히 제공할 수 없을 경우, 내연 기관 및 전기 구동부의 동시 작동 중에, 즉, "하이브리드 주행" 작동 모드에서, 전기 구동부가 내연 기관을 "드래그"한다. 이 경우, 운전자는, 내연 기관으로부터의 회전수 신호 표시를 제공받고, 이로부터 내연 기관이 제대로 기능하고 있음을 알게 된다. 전기 구동부에 의해 내연 기관이 드래그됨으로써 배터리는 빠르게 방전되는데, 이는 차량의 고장을 야기할 수 있다. 의도하지 않은 내연 기관의 드래그 중에 연료가 분사될 경우, 연료가 연소되지 않고 배기가스 트레인 내에, 예를 들어 촉매 컨버터 내에 수집되어 차후에 있을 수 있는 점화에 의해 상기 촉매 컨버터를 손상시킬 수 있다.
종래 기술에서는, 내연 기관 내 연소의 모니터링 및 내연 기관의 고장 인식의 다양한 가능 방법을 이야기한다. 예를 들어 DE 10 2005 040 780 A1호에서는, 제어 변수를 목표 토크에 상응하게 설정하고, 실제 토크를 측정하며, 목표 토크와 실제 토크를 비교하여 내연 기관의 오작동을 인식하는 방법이 소개되어 있다. 그러나 이 방법에서는 실제 토크의 측정을 위한 장치가 필요하다.
DE 10 2008 42 307 A1호에는, 내연 기관의 회전수 및 하이브리드 차량의 전기 구동부의 회전수를 측정하고, 이들 회전수의 비교를 통해 내연 기관의 오작동을 인식하는 방법이 기술되어 있다. EP 1 914 101 A2호 및 WO 2013/136159 A1호에는 하이브리드 차량에서의 내연 기관의 또 다른 모니터링 가능 방법이 개시되어 있다.
본 발명의 과제는 전술한 단점들을 적어도 부분적으로 극복하는, 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법 및 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 청구항 제10항에 따른 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 제어 장치에 의해 해결된다.
일 양태에 따라 본 발명은, 크랭크 샤프트를 갖는, 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은,
크랭크 샤프트의 회전수를 나타내는 회전수 신호를 획득하는 단계와,
크랭크 샤프트의 크랭크 샤프트 각도를 나타내는 크랭크 샤프트 각도 신호를 획득하는 단계와,
회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여, 내연 기관에서 연소가 실행되는지를 검출하는 단계를 포함한다.
다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 크랭크 샤프트를 갖는, 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 제어 장치에 관한 것이며, 이 제어 장치는 상기 양태에 따른 방법을 수행하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구성들은 종속 청구항 및 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명을 참조한다.
본 발명은 하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법에 관한 것이며, 내연 기관은 크랭크 샤프트를 갖는다. 하이브리드 차량은 상기 내연 기관에 부가적으로 추가 구동 장치, 예를 들어 전기 구동부 또는 가스 구동부를 가질 수 있다. 내연 기관 및 추가 구동 장치는 바람직하게, 하이브리드 차량을 하이브리드식으로, 즉, 내연 기관 및 추가 구동 장치를 동시에 구동하기 위해, 분리 클러치를 통해 서로 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 따르면, 크랭크 샤프트의 회전수를 나타내는 회전수 신호 및 크랭크 샤프트의 크랭크 샤프트 각도를 나타내는 크랭크 샤프트 각도 신호가 획득된다. 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호는 바람직하게 고해상도 신호, 예를 들어 발진성 고해상도 신호이다. 크랭크 샤프트 각도 신호 및 회전수 신호를 기초로 하여, 내연 기관에서 연소가 실행되는지가 검출된다.
연소 실행 여부의 검출은 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 해서 가능한데, 그 이유는 독자적으로 작동하는 내연 기관의 회전수 신호가 드래그되는 내연 기관의 회전수 신호에 비해 위상 변위되기 때문이다. 드래그되는 내연 기관의 경우, 내연 기관의 실린더 피스톤은 최소 회전수에서 팽창 행정의 상사점에 도달한다. 독자적으로 작동하는 내연 기관의 경우, 내연 기관의 실린더 피스톤은 이미 최소 회전수 이전에 팽창 행정의 상사점에 도달한다.
상기 위상 변위에 대한 설명은, 연소에 기인한 토크, 실린더 내 공기의 압축 및 팽창에 기인한 토크, 마찰 토크 및 손실 토크, 그리고 추가 구동 장치에 의한 드래그 토크가 산입되는 토크 평형에서 알 수 있다. 드래그된 내연 기관의 토크는 실질적으로 팽창 및 압축에 기인한 토크에 상응하는데, 그 이유는 연소에 기인한 토크가 0이고(연소 미발생), 마찰 및 손실 토크와 드래그 토크가 서로 상쇄되기 때문이다. 실린더 피스톤이 팽창 행정 중에 상사점에 위치할 경우, 팽창 및 압축에 기인한 토크는 영점을 취한다. 이에 반해, 독자적으로 작동하는 내연 기관의 토크는 연소에 기인한 토크, 팽창 및 압축에 기인한 토크, 그리고 마찰- 및 손실 토크로부터 생성된다. 드래그 토크는 0이다. 실린더 피스톤이 팽창 행정 중에 상사점에 위치할 경우, 연소 그리고 팽창 및 압축에 기인한 토크는 영점을 취한다. 그러나 마찰- 및 손실 토크로 인해, 영점의 오프셋이 발생함에 따라, 실린더 피스톤은 팽창 행정 중에 영점에 도달하기 전에 이미 상사점에 위치해 있다. 토크가 각가속도에 비례하고, 각가속도는 각속도의 시간 미분에 비례하기 때문에, 회전수에 비례하는 각속도에 대해, 토크의 영점의 오프셋에 필적하는 최소치의 오프셋이 도출된다. 이와 유사하게, 그 시간 미분을 통해 각속도가 도출되는, 크랭크 샤프트 각도의 위상 변위가 설명될 수 있다.
통상 모든 차량에는 크랭크 샤프트의 회전수 및 크랭크 샤프트 각도를 모니터링하기 위해 회전수 센서가 제공되기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 이러한 회전수 센서의 신호에 기초할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은, 예를 들어 온도 센서 또는 압력 센서와 같은 추가 센서를 구축하지 않고도, 그리고 능동적 개입, 예를 들어 개별 실린더의 점화각 조정이 없이도, 내연 기관이 독자적으로 작동 중인지, 또는 내연 기관이 추가 구동 장치를 통해 드래그되는지, 또는 내연 기관의 고장이 발생하였는지의 여부가 실시간으로 인식될 수 있다.
내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법은 내연 기관의 상이한 작동 상태들에서 수행될 수 있다. 여러 실시예에서 상기 방법은 공회전 시에도, 또는 다양한 부하에서도 수행될 수 있다.
연소 실행 여부의 검출 시 내연 기관이 드래그되는 점, 즉, 내연 기관에서 연소가 전혀 실시되지 않거나 또는 부적합한 연소가 실행되는 점이 확인될 경우, 내연 기관이 디커플링될 수 있다. 이는 운전자에게 보고될 수 있고, 운전자는 독자적인 구동부로서의 추가 구동 장치로 차량을 계속 주행하여, 예를 들어 정비소 또는 주유소로 몰고 갈 수 있다.
회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호의 획득은, 예를 들어 측정 장치 또는 처리 장치로부터의 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호의 수신을 포함할 수 있다. 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호의 획득은 추가로, 측정 장치를 이용하여 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호를 측정하는 과정, 및/또는 측정된 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호를 처리 장치를 이용하여 예를 들어 하나 이상의 데이터 스트림으로 변환하는 과정을 포함할 수 있다.
회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호는 하나 이상의 측정 장치에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호는 각자 별도의 측정 장치에 의해 또는 하나의 공통 측정 장치에 의해 수신된다. 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호가 공통 측정 장치로부터 공급될 경우, 상기 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호는 단일 신호로서 측정 장치에 의해 제공될 수 있다. 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호는 처리 장치에 의해서도 제공될 수 있다.
측정 장치는 회전수 센서, 예를 들어 정자기(magnetostatic) 회전수 센서일 수 있다. 정자기 회전수 센서는 예를 들어, 복수의 자기 세그먼트 또는 톱니들을 가진 인코더 휠과, 자기장 센서, 예컨대 홀 센서를 포함할 수 있다. 인코더 휠은 크랭크 샤프트의 임의의 위치에, 예를 들어 내연 기관의 2개의 실린더 사이 또는 추가 구동 장치와 내연 기관을 연결하는 분리 클러치와 내연 기관 사이에 고정될 수 있다. 여러 실시예에서, 인코더 휠은 내연 기관과 분리 요소 사이에 배치될 수 있으며, 인코더 휠과 분리 클러치 사이에 듀얼 매스 플라이 휠이 크랭크 샤프트에 고정될 수 있다. 듀얼 매스 플라이 휠은, 진동이 크랭크 샤프트 상에 그리고 그에 따라 고해상도 회전수 신호에도 영향을 미치는 경우, 연소 과정의 인식 기능을 위해 중요할 수 있다. 처리 장치는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 엔진 제어부에 통합될 수 있다.
내연 기관에서 연소가 실행되는지를 검출하기 위해, 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호가 데이터 스트림의 형태로 제공될 수 있다. 회전수 신호는 시간, 회전수 센서의 인코더 휠의 자기 세그먼트들 또는 톱니들, 또는 크랭크 샤프트 각도의 함수로서 제공될 수 있다. 크랭크 샤프트 각도 신호는 시간 또는 회전수의 함수로서 제공될 수 있다. 바람직하게는, 회전수 신호가 크랭크 샤프트 각도의 함수로서 제공된다. 대안적으로, 회전수 신호와 크랭크 샤프트 각도 신호 모두 시간의 함수로서 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 연소 실행 여부의 검출 시, 회전수 신호를 기초로 하여, 회전수 또는 회전수 범위가 결정될 수 있다. 이어서, 크랭크 샤프트 각도 신호 및 결정된 회전수 또는 결정된 회전수 범위를 기초로 하여, 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리(angular distance)가 결정될 수 있다. 결정된 회전수 또는 결정된 회전수 범위에 할당된 결정된 크랭크 샤프트 각도, 또는 결정된 회전수 또는 결정된 회전수 범위에 할당된 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리를 기초로 하여, 내연 기관에서 연소가 실행되는지가 인식될 수 있다.
대안적으로, 연소가 실행 여부의 검출 시 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여, 크랭크 샤프트 각도 또는 크랭크 샤프트 각도 범위가 결정될 수 있다. 이어서, 회전수 신호 및 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위를 기초로 하여, 회전수 또는 회전수 범위가 결정될 수 있다. 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위에 종속된, 결정된 회전수에 기초하여, 또는 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위에 종속된, 결정된 회전수 범위에 기초하여, 연소가 실행되는지가 인식될 수 있다.
종래의 자동차들에서 다른 어플리케이션을 위해 이미 회전수 신호 및 크랭크 샤프트가 신호가 제공되기 때문에, 연소 실행 여부를 검출하기 위해 기존 회전수 신호 및 기존 크랭크 샤프트 각도 신호가 사용될 수 있으며, 그에 따라 자동차의 하드웨어를 전혀 변경할 필요가 없거나 약간만 변경하면 된다.
하기에서는, 회전수 또는 회전수 범위에 종속된, 결정된 크랭크 샤프트 각도에 기초하거나, 회전수 또는 회전수 범위에 종속된, 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리에 기초하는 검출이 상세히 설명된다. 추가로, 크랭크 샤프트 각도 또는 크랭크 샤프트 각도 범위에 할당된 회전수 또는 상응하게 할당된 회전수 범위를 기초로 하는 대안적인 검출이 후술된다.
연소 실행 여부의 검출은 회전수 신호를 기초로 하는 최소 회전수, 최대 회전수, 회전수 변곡점, 회전수 값 범위 및/또는 회전수 거동의 인식을 포함할 수 있다. 회전수 신호가 예를 들어 특징적인 상승 및/또는 특징적인 곡선 및/또는 여타의 특징적인 특성을 가진 회전수 신호의 또 다른 회전수 값도 인식될 수 있다. 바람직하게는, 내연 기관의 팽창 행정 중에 회전수 또는 회전수 범위가 인식되는데, 그 이유는 연소에 따라 좌우되는 회전수 신호의 변동은 내연 기관의 다른 행정들 보다 팽창 행정 중에 더 뚜렷하기 때문이다. 팽창 행정은, 행정 중에 내연 기관의 실린더 피스톤에 일을 수행하는 내연 기관의 행정으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 회전수 신호를 기초로 하여 결정된 회전수는 인식된 최소 회전수, 인식된 최대 회전수, 인식된 회전수 변곡점 또는 인식된 다른 회전수 값이다. 크랭크 샤프트 각도의 결정 시, 인식된 최소 회전수, 최대 회전수, 회전수 변곡점 또는 회전수 값에 할당된 크랭크 샤프트 각도가 결정된 크랭크 샤프트 각도로서 확정될 수 있다.
회전수 신호를 기초로 하여 결정된 회전수 범위는 선택적으로 회전수 값 범위 또는 회전수 거동일 수 있다. 인식된 또는 결정된 회전수 거동은, 예를 들어 사점의 위치, 최소 회전수 및/또는 최대 회전수를 갖는 회전수 신호의 섹션일 수 있거나, 또는 이러한 섹션을 포함할 수 있다. 사점의 위치는 예를 들어 회전수 신호에서, 내연 기관의 실린더 피스톤이 팽창 행정 중 상사점(ZOT)에 위치할 경우에 도달되는 위치이다. 최소 회전수는 회전수 신호의 극소값(local minimum), 예를 들어 사점의 위치에 도달하기 전, 도달 시, 또는 도달 이후에 나타나는 최소 회전수일 수 있다. 최대 회전수는 회전수 신호의 극대값(local maximum), 예를 들어 사점 위치의 도달 이후에 나타나는 최대 회전수일 수 있다. 즉, 상기 섹션은 바람직하게, 내연 기관의 실린더 피스톤의 팽창 행정 중 회전수 신호의 회전수 구조를 포함할 수 있는데, 그 이유는 상기 유형의 섹션 내에 연소 의존적인, 회전수 신호의 변동이 다른 행정 중에서보다 더 잘 인식될 수 있기 때문이다. 그러나 여러 실시예에서, 상기 섹션은 회전수 신호의 발진, 특히 회전수 신호의 완전 발진도 포함할 수 있다.
크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리의 결정 시, 인식된 회전수 값 범위 또는 인식된 회전수 거동에 할당된 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리가 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리로서 확정될 수 있다. 예를 들어, 인식된 또는 결정된 회전수 거동은 사점의 위치 및 최소 회전수를 포함하는 섹션일 수 있으며, 결정된 크랭크 샤프트 각거리로서, 사점 위치에서의 사점 크랭크 샤프트 각도와, 최소 회전수에서의 크랭크 샤프트 각도 사이의 각거리가 확정된다.
결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리의 확정은 예를 들어 크랭크 샤프트 각도에 걸쳐 회전수 신호가 기입된 그래프로부터의 판독을 통해 수행될 수 있다. 대안적으로, 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리의 확정은 결정된 회전수에 할당된 시점 또는 시점 범위, 또는 결정된 회전수 범위에 할당된 시간 간격의 결정을 통해, 그리고 상기 시점에서 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 상기 시간 범위 또는 상기 시간 간격 중에 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위의 확정을 통해 수행될 수 있다.
여러 실시예에서, 인식된 또는 결정된 회전수 거동으로부터 기준 회전수가 결정될 수 있고, 이 기준 회전수를 기초로 하여 크랭크 샤프트 각도가 확정될 수 있다. 이하, 기준 회전수의 결정을 위한 가능한 결정 방법을 기술한다.
예를 들어, 회전수 거동의 상기 섹션은 사점의 위치 및 이 사점 위치에 후속하는 최대 회전수를 포함한다. 이러한 회전수 거동으로부터, 연소가 실행되는지를 검출하기 위해, 사점 위치에서부터 최대 회전수까지의 회전수의 최대 상승이 추가로 결정될 수 있다. 예를 들어 최대 회전수와 사점 위치에서의 사점-회전수 간의 차이값이 결정된다.
최대 회전수 상승을 기초로 하여 기준 회전수가 산출될 수 있다. 기준 회전수는 예를 들어 사점-회전수와, 사전 설정된 최대 상승 백분율의 합, 예를 들어 최대 회전수와 사점-회전수의 차이값의 사전 설정된 백분율의 합이다. 이렇게 결정된 기준 회전수는 견고하다. 내연 기관의 연소에 따라 좌우되는 상이한 회전수 신호에 대해, 상응하게 결정된 기준 회전수는 내연 기관에서 연소가 실행되는지를 검출하기 위한 신뢰성 있는 비교 근거를 형성한다.
사전 설정된 백분율은 0%와 100% 사이의 임의의 값을 취할 수 있다. 여러 실시예에서, 사전 설정된 백분율은 20% 내지 40%의 범위 내에 있다. 예를 들어 사전 설정된 백분율은 약 27%일 수 있다. 내연 기관의 회전수 진행의 구조에 따라, 상이한 내연 기관을 위한 사전 설정된 백분율이 상이하게 선택될 수 있다.
기준 회전수가 확정되면, 이 기준 회전수에 할당된 기준 크랭크 샤프트 각도가 결정될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어 크랭크 샤프트 각도에 걸쳐 회전수 신호가 기입될 수 있으며, 기준 회전수에 할당된 기준 크랭크 샤프트 각도가 판독될 수 있다. 대안적으로, 동일한 변수, 예를 들어 시간에 대해 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호가 기입될 수 있다. 이 경우, 기준 회전수가 발생하는 시점이 결정될 수 있으며, 상기 시점에서의 크랭크 샤프트 각도가 결정될 수 있다.
따라서, 상기 결정된 크랭크 샤프트 각도는 인식된 또는 결정된 회전수를 기초로 하여 바로 확정된 크랭크 샤프트 각도, 또는 기준 회전수를 기초로 하여 확정된 크랭크 샤프트 각도일 수 있다.
상술한 바와 같이, 크랭크 샤프트도 결정될 수 있고, 상기 결정된 크랭크 샤프트 각도에 따라 회전수가 확정될 수 있다. 예를 들어, 사점-크랭크 샤프트 각도 또는 다른 특징적인 크랭크 샤프트 각도가 결정될 수 있고, 사점-크랭크 샤프트 각도 또는 다른 특징적인 크랭크 샤프트 각도에 따라 회전수가 확정될 수 있다. 사점-크랭크 샤프트 각도는, 내연 기관의 실린더 피스톤이 팽창 행정 중에 상사점에 위치하는 각도이다.
본 발명에 따른 방법에 따르면, 연소 실행 여부의 검출은 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여, 그리고 임계값 또는 임계값 범위 또는 임계값 간격을 기초로 하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 연소 실행 여부의 검출은 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여, 그리고 사점-크랭크 샤프트 각도 및/또는 사점-회전수를 기초로 하여 수행될 수 있다. 여러 실시예에서, 연소 실행 여부의 검출은 회전수 신호 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여, 임계값 또는 임계값 범위 또는 임계값 간격을 기초로 하여, 그리고 사점-크랭크 샤프트 각도 및/또는 사점-회전수를 기초로 하여 수행될 수 있다. 임계값 또는 임계값 범위 또는 임계값 간격 및/또는 사점-크랭크 샤프트 각도 또는 사점-회전수는 데이터 메모리 내에 저장될 수 있으며, 필요할 경우 호출될 수 있다. 사점-크랭크 샤프트 각도는 측정 장치의 구조에 따라 좌우될 수 있다.
내연 기관에서 연소가 실행되는지를 검출하기 위해, 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 기준 크랭크 샤프트 각도가 임계값과 비교될 수 있으며, 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 기준 크랭크 샤프트 각도가 임계값을 초과하는 경우, 연소가 실시되는 것으로 인식될 수 있다. 이에 상응하게, 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리가 임계 범위 또는 임계 거리와 비교될 수 있으며, 기준 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 기준 크랭크 각거리가 임계 범위 또는 임계 거리를 초과할 경우, 연소가 실시되는 것으로 인식될 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같이, 결정된 회전수 또는 기준 회전수를 이용하여 크랭크 샤프트 각도가 결정된다. 결정된 크랭크 샤프트 각도가 임계값과 비교될 수 있고, 크랭크 샤프트 각도가 임계값보다 클 경우, 연소가 실시되는 것으로 확정정될 수 있다. 크랭크 샤프트 각도가 임계값보다 작거나 같을 경우, 연소가 실시되지 않거나 부적합한 연소가 실시되는 것으로 확정될 수 있다. 기준 크랭크 샤프트 각도가 최대 상승에 기반하여 결정되는 경우, 백분율이 상승함에 따라 임계값이 증가할 수 있다. 여러 실시예에서, 임계값은 1°내지 80°의 범위 내에, 특히 22°내지 36°의 범위 내에서 증가할 수 있으며, 이때 사점-크랭크 샤프트 각도는 0°이다. 예를 들어 임계값은 약 24°이다.
유사한 방식으로, 결정된 회전수 범위 또는 회전수 진행을 이용하여, 크랭크 샤프트 각도 범위 또는 크랭크 샤프트 각거리가 결정될 수 있으며, 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위 및 임계값 범위를 기초로 하여, 결정된 크랭크 샤프트 각거리 및 임계 거리를 기초로 하여, 연소가 실행되는지가 검출될 수 있다.
여러 실시예에서, 결정된 회전수, 예를 들어 최소 회전수를 기초로 하여, 크랭크 샤프트 각도가 결정될 수 있다. 상기 결정된 크랭크 샤프트 각도가 본 실시예에서 사점-크랭크 샤프트 각도에 상응하거나, 사점-크랭크 샤프트 각도와 아주 작은 각도, 예를 들어 최대 5°만큼 차이가 나는 경우, 연소는 실시되지 않고 내연 기관이 드래그되는 것으로 확정된다. 결정된 크랭크 샤프트 각도가 사점-크랭크 샤프트 각도와 5°넘게 차이가 날 경우, 연소가 실시되는 것으로 결정된다.
여러 실시예에서, 전술한 바와 같이, 사점-크랭크 샤프트 각도와 결정된 크랭크 샤프트 각도 사이의 각거리가 결정된다. 본 실시예에서는, 각거리가 임계 거리보다 클 경우, 내연 기관에서 연소가 실시되는 것으로 결정되는 반면, 각거리가 임계 거리보다 작거나 같을 경우, 연소가 실시되지 않거나 부적합한 연소가 실시되며 내연 기관이 드래그되는 것으로 결정된다.
회전수 및 크랭크 샤프트 각도의 결정 대신, 이를 기초로 하여, 연소가 실행되는지를 검출하기 위해, 획득된 회전수 신호 및 기준 회전수 신호 간의 위상 변위가 결정될 수 있다. 기준 회전수 신호는, 예를 들어 내연 기관의 드래그 중에 또는 내연 기관의 연소 중에 회전수를 나타내는, 사전에 검출되거나 시뮬레이션된 회전수 신호일 수 있다. 기준 회전수 신호는 데이터 메모리, 예를 들어 처리 장치의 데이터 메모리 내에 저장될 수 있다. 획득된 회전수 신호 및/또는 기준 회전수 신호는 크랭크 샤프트 각도에 따라 제시될 수 있으며, 이때 획득된 회전수 신호 및 기준 회전수 신호의 사점-크랭크 샤프트 각도는 바람직하게 동일한 값, 예를 들어 0°이다.
전술한 바와 같이, 회전수 신호 및/또는 크랭크 샤프트 각도 신호는 발진 신호일 수 있다. 이 신호는 각각 최소치 및 최대치를 갖는 연속 발진을 포함할 수 있으며, 각각의 발진 중에 내연 기관의 실린더 피스톤들 중 하나가 팽창 행정의 상사점을 통과한다. 본 발명에 따른 방법은, 하이브리드 차량의 작동 중에, 예를 들어 공회전 중에 그리고/또는 상이한 부하하에서, 내연 기관의 기능성을 검사할 수 있도록 하기 위해, 하이브리드 차량의 작동 중에 복수의 연속 섹션들 또는 선택된 섹션들 또는 발진들을 위해 실행될 수 있다.
하이브리드 차량의 작동 중에, 전반적으로 연소 실행 여부와 관련이 없는 일시적인 신호 변동이 발생할 수 있기 때문에, 복수의 발진을 갖는 윈도우가 선택될 수 있다. 각각의 발진에 대해, 전술한 바와 같이, 연소가 실행되는지가 개별적으로 검출될 수 있다. 이렇게 검출된 결과를 기초로 하여, 개개의 불규칙성에도 불구하고, 더 높은 신뢰성으로, 연소가 실행되는지가 결정될 수 있다. 예를 들어, 검출된 결과들이 서로 비교될 수 있다. 검출된 결과의 단편이 결과의 대부분과 일치하지 않을 경우, 결과의 단편은 배제되고, 검출된 결과의 대부분을 통해 확인된 결과가 결과로서 출력될 수 있다. 여기서, 대부분이라 함은 검출된 결과의 70%를 초과하는, 특히 90%를 초과하는, 특히 95%를 초과하는 분율로 이해될 수 있으며, 단편은 결과의 잔여분으로 이해될 수 있다.
하나의 발진 윈도우는 예를 들어 100 내지 200회의 발진, 예를 들어 160회의 발진을 포함할 수 있다. 하이브리드 차량의 작동 시 통상적으로 도달되는 800 1/min(RPM)을 초과하는 크랭크 샤프트의 회전수에서, 몇 초 내에 신뢰성 있게 내연 기관의 결함이 인식될 수 있다.
상기 윈도우는, 더 긴 기간 동안, 예를 들어 하이브리드 차량의 전체 작동 동안, 내연 기관이 독자적으로 작동되는지 또는 추가 구동 장치에 의해 드래그되는지를 신뢰성 있게 검출할 수 있도록 시간에 따라 변위될 수 있다. 각각의 발진에 의해, 윈도우는 상기 발진만큼 변위될 수 있다. 각각의 변위 후, 윈도우 내 모든 발진의 검출된 결과가 분석되며, 이들에 기초하여, 연소 실행 여부가 결정된다. 이로써, 본 발명에 따른 방법의 신뢰성이 높아질 수 있다.
추가 구동 장치에 의한 내연 기관의 드래그 상황은 정지 상태에서뿐만 아니라 주행 중에도 인식될 수 있으며, 운전자에게 상응하게 보고될 수 있다. 따라서, 운전자는 차량이 고장이 나지 않는 상태에서 추가 구동 장치를 이용하여 정비소로 차량을 이동시킬 수 있다. 배기가스 트레인 내에 수집되었을 수 있는 미연소 연료의 점화를 방지하기 위해, 내연 기관의 추가 시동이 금지될 수 있다. 또한, 하드웨어 변경(예를 들어 추가 센서)이 불필요하다.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 내연 기관의 작동 상태를 더 신뢰성 있게 검출할 수 있도록 타당성 검사가 수행될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어 특히 발진에서의 윈도우 내의 신호 품질이 검사될 수 있다. 신호 품질과, 연소 실행 여부에 대해 검출된 결과가 진단을 위해 사용될 수 있기 때문에, 내연 기관의 드래그가 운전자에게 예를 들어 광학적 및/또는 음향적 신호를 통해 표시될 수 있다. 예를 들어 진단 결과가 차량의 디스플레이에 표시된다.
연소가 실행되는지의 여부에 대한 결과는 추가 측정(열, 고도, 험로, 부품 분산)을 통해 통계적으로 저장될 수 있다.
또한, 본 발명은 데이터 메모리에 관한 것이다. 데이터 메모리는 전술한 방법의 실행을 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 보유할 수 있다. 또한, 데이터 메모리 내에 임계값, 임계값 범위 또는 임계값 간격 및/또는 사점-크랭크 샤프트 각도 및/또는 사점-회전수가 저장될 수 있다.
또한, 본 발명은 크랭크 샤프트를 갖는, 하이브리드 차량의 내연 기관 내 연소 과정을 인식하기 위한 제어 장치에 관한 것이며, 상기 제어 장치는 전술한 바와 같은 방법을 수행하도록 구성된다.
제어 장치는, 크랭크 샤프트의 회전수를 나타내는 회전수 신호 및 크랭크 샤프트의 크랭크 샤프트 각도를 나타내는 크랭크 샤프트 각도 신호를 획득하기 위해 하나 이상의 신호 입력을 가질 수 있다. 또한, 제어 장치는, 획득된 회전수 신호 및 획득된 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여 내연 기관에서 연소가 실행되는지를 검출하기 위해, 프로세서 및 데이터 메모리, 예를 들어 본 발명에 따른 데이터 메모리를 포함할 수 있다. 상기 검출은 전술한 바와 같이 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 섹션들에서 기술한 바와 같이 제어 장치 및 회전수 센서를 갖는 하이브리드 차량에 관한 것이다. 하이브리드 차량은 2개 이상의 구동 시스템을 가질 수 있으며, 상기 구동 시스템 중 하나는 내연 기관이다. 또 다른 구동 시스템은 전기 구동부로서 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 첨부된 도면을 참조로 설명된다.
도 1은 하이브리드 차량의 구동 트레인의 한 실시예의 개략도이다.
도 2a, 도 2b는 하이브리드 차량의 내연 기관의 회전수 신호들을 도시한 그래프이다.
도 3은 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 4는 연소 과정을 인식하기 위한 본 발명에 따른 제어 장치의 한 실시예의 개략도이다.
도 5a, 도 5b는 회전수 신호들과, 연소 실행 여부의 검출을 도시한 그래프이다.
하이브리드 차량의 구동 트레인(1)의 한 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 하이브리드 차량의 구동 트레인(1)은 크랭크 샤프트(11)를 갖는 내연 기관(10), 전기 구동부(12), 및 이 전기 구동부(12)를 내연 기관(10)의 크랭크 샤프트(11)와 결합하는 분리 클러치(13)를 포함한다.
또한, 구동 트레인(1)은 58개의 톱니(140)를 갖는 인코더 휠(14) 및 홀 센서(15)를 가진 회전수 센서를 포함한다. 인코더 휠(14)은 내연 기관(10)과 분리 클러치(13) 사이에서 크랭크 샤프트(11)에 고정된다. 홀 센서(15)는 크랭크 샤프트(11)의 회전 중에 인코더 휠(14)을 스캔하고, 도 2a 및 도 2b에 예시적으로 도시된 바와 같이 고해상도의 발진 회전수 신호(30, 31)를 발생시킨다. 홀 센서(15)의 회전수 신호(30, 31)는 데이터 버스(16)를 통해 제어 장치(2)에 안내된다.
도 2a 및 도 2b의 좌측에는 각각, 회전수 센서의 인코더 휠(14)의 특성에 좌우되는 지수(H)에 대해 내연 기관(10)의 회전수(n)가 회전수 신호(30, 31)로서 기입되어 있는 그래프(32, 33)가 도시되어 있다. 도 2a 및 도 2b의 우측에는 각각, 회전수 신호(30, 31)의 확대 섹션(34, 35)이 도시되며, 내연 기관의 실린더 피스톤들 중 하나가 팽창 작동 중에 상사점에 위치하는 사점(36)의 위치들이 부가되어 있다. 도 2a에 도시된 회전수 신호(30)는 내연 기관(10)의 전형적인 회전수 신호인 한편, 이 내연 기관은 전기 구동부(12)에 의해 드래그되는데, 이는 사점(36)의 좌표들이 회전수 신호(30)의 최소점에 위치하는 데서 알 수 있다. 도 2b에 도시된 회전수 신호(31)는 내연 기관(10)의 전형적인 회전수 신호인 한편, 이 내연 기관은 독자적으로 작동되며, 이는 회전수 신호(31)의 최소점으로부터 사점들(36)의 위치가 변위되는 데서 알 수 있다. 회전수 신호(30, 31)는 시동 이후에, 회전수 신호(30)의 경우 H
Figure 112017046931106-pct00001
700에서, 그리고 회전수(31)의 경우 H
Figure 112017046931106-pct00002
100에서 급격히 상승하며, 이어서 회전수 신호(30)의 경우 H
Figure 112017046931106-pct00003
1400에서, 그리고 회전수(31)의 경우 H
Figure 112017046931106-pct00004
700에서, 요구된 회전수로, 도 2a 및 도 2b에서는 800 1/min의 영역 이내의 공회전 회전수로, 안정화된다.
제어 장치(2)는 도 3의 흐름도에 도시된 바와 같이 내연 기관(10)의 연소 과정을 인식하기 위한 방법(4)을 실행하도록 구성된다. 단계 40에서 크랭크 샤프트(11)의 회전수(n)를 나타내는 회전수 신호(30, 31)가 획득된다. 단계 41에서 크랭크 샤프트(11)의 크랭크 샤프트 각도(φ)를 나타내는 크랭크 샤프트 각도 신호가 획득된다. 단계 42에서 회전수 신호(30, 31) 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여, 내연 기관(10)에서 연소가 실행되는지가 검출된다.
내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 방법(4)의 실행을 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 제어 장치(2)는, 데이터 버스(16)와 연결 가능하고 제어 장치(2)를 통해 회전수 신호(30, 31)를 수신하는 신호 입력부(20)를 포함한다. 또한, 제어 장치(2)는, 신호 입력부(20)와 연결된 프로세서(21), 이 프로세서(21)와 연결된 메모리 장치(22), 그리고 상기 프로세서(21)와 연결된 신호 출력부(23)를 포함한다.
신호 입력부(20)에서 회전수 신호(30, 31)가 수신되고 프로세서(21)에 전달된다. 또한, 신호 입력부(20)에서는, 크랭크 샤프트 각도에 대한 지수(H)를 나타내는 회전수 센서의 인코더 휠(14)에 관한 정보를 크랭크 샤프트 각도 신호로서 수신된다. 회전수 신호(30, 31) 및 크랭크 샤프트 각도 신호가 프로세서(21)에 공급된다. 프로세서(21)는 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여, 도 5a 및 5B에 도시된 바와 같이, 회전수 신호(30, 31)를 크랭크 샤프트 각도에 의존적인 회전수 신호(50, 51)로 변환하고 이를 분석한다.
회전수 신호(50, 51)의 분석 시, 사점-크랭크 샤프트 각도(φT)에 할당된 회전수(nT)가 검출되는 방식으로 사점(52)의 위치가 결정되며, 사점-크랭크 샤프트 각도(φT)는 본 실시예에서 0°로 세팅된다. 회전수 신호(50)의 경우, 회전수(nT50)는 약 763 1/min이며, 회전수 신호(51)의 경우, 회전수(nT51)는 약 772 1/min이다. 또한, 사점(52)의 위치에 후속하는 최대 회전수(53, 54)가 결정되고 관련 회전수(nmax)가 검출된다. 회전수 신호(50)의 경우, 회전수(nmax50)는 약 832 1/min이며, 회전수 신호(51)의 경우, 회전수(nmax51)는 약 825 1/min이다.
회전수 신호(50)에 대해, 회전수(nT50) 및 회전수(nmax50)를 기초로 하여, 회전수들[nmax50과 nT50(nmax50-nT50)]간의 차(55)가 계산되는 방식으로, 회전수의 최대 상승이 결정된다. 이어서, 상기 차(55)의 27%에 상응하는 차(55)의 분율(56)이 계산되고, 기준 회전수(nB50)를 얻기 위해 회전수(nT50)에 가산된다. 기준 회전수(nB50)에 대해, 할당된 기준 크랭크 샤프트 각도(φB50)가 결정된다. 내연 기관(10)에서 연소가 실행되는지를 인식하기 위해 기준 크랭크 샤프트 각도(φB50)가 임계각(φS)과 비교된다. 기준 크랭크 샤프트 각도(φB50)가 임계각(φS)보다 작기 때문에, 연소가 실시되지 않고 내연 기관(10)이 전기 구동부(12)에 의해 드래그되는 것으로 결정된다.
이에 상응하게, 회전수 신호(51)에 대해서는 회전수(nT51) 및 회전수(nmax51)를 기초로 하여, 회전수들[nmax51과 nT51(nmax51-nT51)] 간의 차(57)가 계산되는 방식으로 최대 상승이 결정된다. 이어서, 상기 차(57)의 27%에 상응하는 차이(57)의 분율(58)이 계산되며, 기준 회전수(nB51)를 획득하기 위해 회전수(nT51)에 가산된다. 기준 회전수(nB51)에 대해, 할당된 기준 크랭크 샤프트 각도(φB51)가 결정된다. 상기 기준 크랭크 샤프트 각도(φB51)가 임계각(φS)과 비교된다. 기준 크랭크 샤프트 각도(φB51)가 임계각(φS)보다 크기 때문에, 연소가 실시되고 내연 기관(10)이 독자적으로 작동하는 것으로 결정된다.
제어 장치의 또 다른 한 실시예에서는, 제어 장치가 도 4의 제어 장치(2)와 유사하게 구성된다. 추가로, 제어 장치는, 내연 기관(10)의 시동을 인식하고 연소가 실행되는지에 대한 검출 과정을 개시하도록 구성된다. 제어 장치(2)는 내연 기관의 시동의 인식 후에, 수신된 회전수 신호(30, 31)의 품질 분석을 수행하고, 연소가 실행되는지에 대한 검출 시 품질 분석의 결과를 기초로 한다. 품질 분석의 결과 및 연소 실행 여부에 대한 검출을 기초로 하여, 제어 장치는 진단을 실행하고, 내연 기관에 결함이 있을 경우, 운전자가 정비소를 방문해야 하는지를 운전자에게 표시하고 내연 기관의 재시동을 경우에 따라 저지하기 위한 진단 신호를 발생시킨다.
하이브리드 차량의 내연 기관의 연소 과정을 인식하기 위한 본 발명에 따른 방법 및 장치를 이용하여, 정지 상태에서뿐만 아니라 주행 중에도 전기 구동부에 의한 내연 기관의 드래그가 신뢰성 있게 인식될 수 있다. 이로써, 내연 기관의 고장 및/또는 손상을 방지하기 위한 예방 조치를 취할 수 있다. 이 경우, 추가의 하드웨어를 설치할 필요가 없고, 이미 존재하는 회전수 센서의 신호에 액세스하면 된다.
1: 구동 트레인
10: 내연 기관
11: 크랭크 샤프트
12: 전기 구동부
13: 분리 클러치
14: 인코더 휠
140: 인코더 휠 치형부
15: 홀 센서
16: 데이터 버스
2: 제어 장치
20: 신호 입력부
21: 프로세서
22: 메모리 장치
23: 신호 출력부
30, 31: 회전수 신호
32, 33: 그래프
34, 35: 확대 섹션
36: 사점 위치
4: 연소 과정을 인식하기 위한 방법
40: 회전수 신호의 획득
41: 크랭크 샤프트 각도 신호의 획득
42: 연소 실행 여부의 검출
50, 51: 회전수 신호
52: 사점 위치
53, 54: 최대 회전수
55, 57: 차(difference)
56, 58: 차의 분율
H: 지수(index)
n: 회전수
nmax50, nmax51: 회전수 신호(50, 51)의 최대치에서의 회전수
nB50, nB51: 회전수 신호(50, 51)의 기준 회전수
nT50, nT51: 회전수 신호(50, 51)의 사점-회전수
φ: 크랭크 샤프트 각도
φT: 사점-크랭크 샤프트 각도
φB50, φB51: 회전수 신호(50, 51)의 기준점 크랭크 샤프트 각도
φS: 임계각

Claims (10)

  1. 내연 기관(10) 및 크랭크 샤프트(11)를 구비한 하이브리드 차량의 내연 기관(10)의 연소 과정을 인식하기 위한 방법이며, 상기 방법은,
    크랭크 샤프트(11)의 회전수를 나타내는 회전수 신호(30, 31)를 획득하는 단계(40)와,
    크랭크 샤프트(11)의 크랭크 샤프트 각도를 나타내는 크랭크 샤프트 각도 신호를 획득하는 단계(41)와,
    회전수 신호(30, 31) 및 크랭크 샤프트 각도 신호를 기초로 하여 내연 기관(10)에서 연소가 실행되는지를 검출하는 단계(42)를 포함하며,
    상기 검출 단계(42)는 회전수 신호에 기초하여, 내연 기관(10)의 실린더 피스톤이 팽창 행정 중에 상사점에 위치할 때 도달하는 사점-회전수(nT50, nT51) 및 최대 회전수(53, 54)를 포함하는 회전수 거동의 인식과, 사점-회전수(nT50, nT51)에서부터 최대 회전수(53, 54)까지의 회전수의 최대 상승의 결정을 포함하는, 연소 과정의 인식 방법에 있어서,
    상기 검출 단계(42)는, 최대 상승의 사전 설정된 백분율이 도달되는 기준 회전수(nB50, nB51)의 결정과, 기준 회전수(nB50, nB51)에 할당된 기준 크랭크 샤프트 각도(φB50, φB51)의 결정을 더 포함하며,
    연소가 실행되는지에 대한 검출(42)은 임계각(φS)을 기초로 하여 수행되며, 이때 기준 크랭크 샤프트 각도(φB50, φB51)가 상기 임계각(φS)과 비교되고, 상기 기준 크랭크 샤프트 각도(φB50, φB51)가 임계각(φS)을 초과하는 경우, 연소가 실행되는 것으로 인식되는 것을 특징으로 하는, 연소 과정 인식 방법.
  2. 제1항에 있어서, 검출 단계(42)는 회전수 또는 회전수 범위의 결정과, 결정된 회전수 또는 결정된 회전수 범위를 기초로 하는 크랭크 샤프트 각도 또는 크랭크 샤프트 각도 범위의 결정을 포함하며,
    검출 단계(42)는 크랭크 샤프트 각도 또는 크랭크 샤프트 각도 범위의 결정과, 결정된 크랭크 샤프트 각도 또는 결정된 크랭크 샤프트 각도 범위를 기초로 하는 회전수 또는 회전수 범위의 결정을 포함하는, 연소 과정 인식 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 검출 단계(42)는, 회전수 신호에 기초하여 최소 회전수, 최대 회전수, 회전수 변곡점, 및/또는 회전수 값 범위를 인식하는 것을 포함하는, 연소 과정 인식 방법.
  4. 제1항에 있어서, 기준 크랭크 샤프트 각도(φB50, φB51)가 임계각(φS)보다 작으면, 연소가 실행되지 않는 것으로 인식되는, 연소 과정 인식 방법.
  5. 제4항에 있어서, 하이브리드 차량의 운전자에게 통지되는, 연소 과정 인식 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 내연 기관에서 연소가 전혀 실시되지 않거나 부적합한 연소가 실행되는 경우에 내연 기관이 디커플링되고, 그리고/또는 차량이 독자적인 구동부로서의 추가 구동 장치에 의해 계속 이동되는, 연소 과정 인식 방법.
  7. 제1항에 있어서, 사전 설정된 백분율은 최대 상승의 20%와 40% 사이의 임의의 백분율인, 연소 과정 인식 방법.
  8. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 보유한 데이터 메모리.
  9. 크랭크 샤프트(11)를 갖는, 하이브리드 차량의 내연 기관(10)의 연소 과정을 인식하기 위한 제어 장치(2)로서, 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법(4)을 수행하도록 구성된 제어 장치(2).
  10. 2개 이상의 구동 시스템을 구비한 하이브리드 차량으로서, 상기 구동 시스템들 중 하나는 내연 기관이고, 다른 하나는 전기 구동부로서 구성된 하이브리드 차량에 있어서,
    제9항에 따른 제어 장치(2)를 특징으로 하는 하이브리드 차량.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016202556A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Erkennen während eines Betriebs eines Hybridfahrzeugs, ob in einer Verbrennungskraftmaschine des Hybridfahrzeugs eine Verbrennung stattfindet
CN109655184A (zh) * 2018-12-25 2019-04-19 清华大学 一种发动机阻力力矩的测试方法
US11131567B2 (en) 2019-02-08 2021-09-28 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for error detection in crankshaft tooth encoding
US11162444B2 (en) * 2019-02-08 2021-11-02 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for a crank sensor having multiple sensors and a magnetic element
US11181016B2 (en) 2019-02-08 2021-11-23 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for a crank sensor having multiple sensors and a magnetic element
US11199426B2 (en) * 2019-02-08 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for crankshaft tooth encoding
CN112284428B (zh) * 2020-09-15 2022-07-12 北京化工大学 活塞发动机曲轴停机相位在线监测方法
US11959820B2 (en) 2021-03-17 2024-04-16 Honda Motor Co., Ltd. Pulser plate balancing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101418735A (zh) 2007-09-13 2009-04-29 玛涅蒂马瑞利动力***股份公司 内燃机后起动阶段期间的燃油挥发性识别方法
JP2009293501A (ja) 2008-06-05 2009-12-17 Hitachi Automotive Systems Ltd 多気筒内燃機関の失火検出装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0437057B1 (en) * 1990-01-08 1993-11-03 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting combustion conditions in a multicylinder internal combustion engine
DE4015109A1 (de) * 1990-05-11 1991-11-14 Lechler Elring Dichtungswerke Zylinderkopfdichtung
WO1992009874A1 (de) * 1990-12-03 1992-06-11 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum erkennen von irregulären verbrennungen in einem zylinder einer brennkraftmaschine
DE4333965A1 (de) * 1993-10-05 1995-04-06 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Klopferkennung
JP3774899B2 (ja) 1999-08-02 2006-05-17 マツダ株式会社 ハイブリッド自動車のパワートレインの故障判断装置
DE102005012835A1 (de) * 2005-03-19 2006-03-23 Daimlerchrysler Ag Verbrennungsdiagnosevorrichtung einer Brennkraftmaschine
DE102005040780B4 (de) 2005-08-29 2018-11-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Motorsteuerungsgerät zur Verfügbarkeitserhöhung von Kraftfahrzeugmotoren
JP4492549B2 (ja) * 2006-01-27 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 失火判定装置、ハイブリッド自動車及び失火判定方法
JP2007290663A (ja) 2006-04-27 2007-11-08 Toyota Motor Corp 内燃機関の故障検出装置
JP5055948B2 (ja) 2006-10-20 2012-10-24 コベルコ建機株式会社 ハイブリッド作業機械
DE102008023373B4 (de) * 2008-05-13 2010-04-08 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Steuern eines Einspritzventils, Kraftstoff-Einspritzanlage und Verbrennungsmotor
US7832259B2 (en) * 2008-06-16 2010-11-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel system diagnostics by analyzing engine crankshaft speed signal
DE102008041108A1 (de) * 2008-08-07 2010-02-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines laufenden Verbrennungsmotors bei einem Hybridfahrzeug
DE102008042307A1 (de) 2008-09-24 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Diagnostizieren eines Betriebsstatus einer Antriebsvorrichtung sowie Diagnosevorrichtung und Antriebssystem
JP5888033B2 (ja) 2012-03-16 2016-03-16 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
DE102012219466A1 (de) * 2012-10-24 2014-04-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen einer stabilen Verbrennung
DE102013013540A1 (de) * 2013-08-14 2015-02-19 GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs und Hybridfahrzeug
DE102013220814B3 (de) * 2013-10-15 2015-02-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Diagnoseverfahren und Diagnoseeinrichtung zum Erkennen eines defekten Kraftstoffinjektors einer Verbrennungskraftmaschine
DE102014114183A1 (de) * 2014-09-30 2016-04-14 Johann Schwöller Verbrennungsmotor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101418735A (zh) 2007-09-13 2009-04-29 玛涅蒂马瑞利动力***股份公司 内燃机后起动阶段期间的燃油挥发性识别方法
JP2009293501A (ja) 2008-06-05 2009-12-17 Hitachi Automotive Systems Ltd 多気筒内燃機関の失火検出装置

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Publication number Publication date
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