KR20140007861A - 차량의 구동 시스템의 구동을 모니터링하기 위한 방법과 장치 - Google Patents

차량의 구동 시스템의 구동을 모니터링하기 위한 방법과 장치 Download PDF

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마르쿠스 프라허
요하네스 리히터
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 차량(1)의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 구동 시스템은 분사되는 연료량에 의존하여 토크를 제공하는 구동엔진(4)을 포함하며, 상기 모니터링 방법은
- 분사된 연료량에 대한 데이터(KM)로부터 검출된 변수와, 구동엔진(4)의 회전속도에 대한 회전속도 데이터(DZ)로부터 검출된 임계값(S)의 임계값 비교를 실행하는 단계와,
- 상기 임계값 비교의 결과에 의존하여 구동 시스템에서 에러를 지시하는 에러 정보(F)를 검출하는 단계를 포함한다.

Description

차량의 구동 시스템의 구동을 모니터링하기 위한 방법과 장치{METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A DRIVE OF A DRIVE SYSTEM OF A VEHICLE}
본 발명은 차량용 구동 시스템에 관한 것이며, 특히 차량의 바람직하지 않은 가속을 초래할 수 있는 에러에 대해 구동을 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다.
많은 내연기관의 엔진기능이 내연기관을 제어하는 엔진 제어장치에서 실행된다. 연산 에러, 바이트 에러 및 이와 유사한 경우, 안전 장치가 없는 엔진 제어장치에서는 에러출력이 발생할 수 있고, 상기 에러출력은 차량과 연계된 최악의 경우 예컨대 너무 높은 연료량의 분사로 인해 바람직하지 않은 가속을 초래할 수 있다. 상기 유형의 에러로 인해 도로교통에서 사람에게 위해를 가할 수 있기 때문에, 엔진 제어장치가 자체적으로 에러를 인지하고 차량을 안전한 상태로 유지하는 것이 요구된다.
상기 유형의 에러의 발생으로 토크 변화가 일어나는 것을 방지하기 위해, 엔진 제어장치에 지속적인 토크 모니터링 장치가 구현되어 있다. 그러한 에러에 대해 엔진 제어장치의 모니터링을 위한 일반적인 컨셉은 다음과 같다.
오버런 모니터링: 운전자에 의한 추진구동 요구가 전혀 신호화되지 않을 경우, 내연기관도 추진구동 관련된 구동토크를 생성하지 않는다는 것이 모니터링된다.
토크 모니터링: 관찰변수들의 역연산을 통해 얻어지는 실제 구동토크는 운전자의 사전 설정에 따라 중복 판독된 운전자의 요구와 비교된다.
가속도 모니터링: 차량 속도로부터 도출되는 실제 차량 가속도는 중복 제공되는 운전자의 요구 토크로부터 제공되는 가속도와 비교된다.
단독 오버런 모니터링은 오늘날 더 이상 종래기술이 아닌데, 여기서는 작동점, 즉 오버런 모드의 작동점만 모니터링되기 때문이다. 그러나 오버런 모니터링은 오버런 모드 중에만 실행될 수 있기 때문에, 일반적으로 다음 오버런 모드까지 모니터링 반응의 지연이 발생한다. 이를 통해, 내연기관이 오버런 모드로 작동하지 않을 경우, 에러의 발생은 지연되어 검출될 수 있을 것이다. 그러므로 주로 토크 모니터링과 가속도 모니터링의 모니터링 컨셉은 오버런 모니터링에 보완적으로 제공된다.
디젤구동에서 오버런 모니터링의 컨셉은, 내연기관이 추진구동 관련된 구동토크를 생성하는지의 여부를 모니터링함으로써, 단순한 방식으로 분사된 연료량의 모니터링을 통해 구현될 수 있다. 디젤 엔진의 경우 오버런 모드에서 연료는 전혀 분사되지 않아야 한다. 가솔린 엔진에 이러한 방법을 적용하는 것은, 가솔린 엔진의 경우 연료측정이 실린더 내로의 순간적 공기주입을 표준으로 삼기 때문에 가능하지 않다.
그러나 매우 정확한 예측 설정이 검사될 수 있기 때문에, 상기 오버런 모니터링의 컨셉은 오버런 모드 영역의 모니터링의 비용이, 간소화로 인해 매우 크게 감소되는 장점을 가진다.
또한 상기 엔진들로부터 공지된 오버런 모니터링은 오버런 모드에서 공급되는 토크를 형성하는 연료량으로 인해 가솔린 엔진으로 즉시 전달될 수 없다. 가솔린 엔진에서는 오버런 모드에서도 연료의 분사들을 요청할 수 있는 토크 요청요소들이 활성화된다. 이는 예컨대 변속기의 개입과 촉매의 가열을 위한 작동유형에 해당된다. 오버런 모드에서 토크 요청요소들이 활성화될 때 오버런 모드의 상태는 잠시 중단되고 오버런 모니터링은 그러는 동안에 비활성화되어야 할 것이다. 그러나 추가의 토크 요청요소들은, 예컨대 에어컨, 조명기기, 또는 이와 유사한 장치들과 같은 어셈블리들의 작동을 위해 필요한 추가 토크만을 제공하기 때문에, 차량이 가속되도록 작용하지는 않는다.
배기가스 후처리와 관련된 요청들로 인해 가솔린 엔진에서 오버런 모드 중에 연료의 분사는 점점 더 자주 발생하여, 가솔린 엔진에서 종래의 오버런 모니터링은 중요하게 이용될 수 없다. 분사된 연료의 에너지가 토크 중립적으로 뜨거운 배기가스 흐름으로서 배출되기 때문에, 상기 분사에서도 관련 구동토크의 형성이 발생하지 않지만, 오버런 모니터링에서 상기의 추가적 분사량은 간과될 수 없다.
적합한 모니터링 컨셉과 관련하여 특정한 주행상황에서 오버런 주행을 모니터링 할 필요가 있다.
그러므로 본 발명의 과제는 오버런 모드에서 바람직하지 않은 가속에 대해, 특히 가솔린 엔진을 구비한 차량에 대해서도 차량의 모니터링을 제공하는 데에 있다.
상기 과제는 청구범위 제1항에 따라 차량용 구동 시스템의 모니터링을 위한 방법 및 다른 독립항들에 따른 장치와 구동 시스템과 컴퓨터 제품을 통해 해결된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예들은 종속항들에 공지된다.
제1 관점에 따라 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법이 제공되고, 이때 구동 시스템은 분사되는 연료량에 의존하여 토크를 제공하는 구동엔진을 포함한다. 상기 방법은,
- 분사된 연료량에 대한 데이터로부터 검출된 변수와 구동엔진의 회전속도에 대한 회전속도 데이터로부터 검출된 임계값 사이의 임계값 비교를 실행하는 단계와,
- 상기 임계값 비교의 결과에 의존하여 구동 시스템에서 에러를 지시하는 에러 정보를 검출하는 단계를 포함한다.
회전속도의 모니터링을 이용해 타당성 검사가 실행되면서, 차량의 구동 시스템의 모니터링을 위한 상기 방법으로, 차량의 바람직하지 않은 가속이나 제동을 초래할 수 있는 에러가 있는 연산이 인지될 수 있다. 이때 분사된 연료량으로부터 검출된 변수에 대한 상한을 나타내는 임계값이 구동엔진의 회전속도에 할당된다. 이를 통해, 엔진의 회전속도가 오버런 모드에서 분사된 연료량에서 예측될 수 있을 회전속도보다 높을 경우, 회전속도는 분사된 연료량과 관련하여 타당성에 대해 검사될 수 있고 에러가 인지될 수 있다.
내연기관의 구동토크로부터 생성된 회전속도에 대한 상기 제안된 모니터링을 통해 구동토크의 복잡한 연산이 생략될 수 있다.
특히 차량의 구동이 구동토크를 제공해서는 안 되는 차량의 오버런 모드가 확인될 경우, 하위 기능에 에러 정보가 제공될 수 있다.
또한 임계값 비교는, 분사된 연료량에 대한 데이터로부터 최적의 점화각도에서 토크에 대한 데이터가 결정되도록 실행되는 것이 제안될 수 있는데, 이때 비교변수를 얻기 위해, 최적의 점화각도에서 토크에 대한 데이터는 효율 데이터와 곱해지고, 상기 비교변수는 에러 정보를 얻기 위해 임계값과 비교된다.
일 실시예에 따라, 최적의 점화각도에서 토크에 대한 데이터는 사전 설정된 연료량 특성맵을 이용해 분사된 연료량에 대한 데이터로부터 결정될 수 있다.
또한 효율 데이터는 사전 설정된 점화각도 특성맵을 이용해 점화각도에 대한 데이터로부터 결정될 수 있다.
임계값은 사전 설정된 회전속도 특성맵을 이용해 회전속도 데이터로부터 결정되는 것이 제공될 수 있다.
또한 분사된 연료량에 대한 데이터들과 회전속도 데이터는 타당성을 검증하는 방법에 따라 정확성에 대해 검사되었던 확실한 변수들로서 제공될 수 있다.
다른 관점에 따라 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 모니터링 장치가 제공되고, 이때 구동 시스템은 분사된 연료량에 의존하여 토크를 제공하는 구동엔진을 포함하고, 상기 모니터링 장치는,
- 분사된 연료량에 대한 데이터로부터 검출된 변수와 구동엔진의 회전속도에 대한 회전속도 데이터로부터 검출된 임계값과의 임계값 비교를 실행하고,
- 상기 임계값 비교의 결과에 의존하여 구동 시스템에서 에러를 지시하는 에러 정보를 검출하도록 형성된다.
다른 관점에 따라
- 차량의 구동을 위한 구동엔진과,
- 구동엔진을 제어하기 위한 엔진 제어장치와,
- 상기의 모니터링 유닛을 포함하는 차량용 구동 시스템이 제공된다.
다른 일 관점에 따라, 데이터 처리장치 유닛에서 실행될 경우 상기 방법을 실행하는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 하기와 같이 첨부된 도면에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1은 오버런 모드에서 구동 에러의 모니터링을 위한 장치를 구비한 차량의 개략도이다.
도 2는 자동차에서 오버런 모니터링의 실행을 위한 방법을 도시한 기능블록도이다.
도 1은 예컨대 엔진 제어의 에러와 같은 에러에 대한 구동 시스템의 모니터링을 위한 모니터링 장치(2)를 구비한 자동차(1)의 개략도를 도시한다. 모니터링 장치(2)는 구동엔진(4), 특히 가솔린 엔진의 제어를 실행하는 엔진 제어장치(3)와 연결되어 있다. 모니터링 장치(2)는 엔진 제어장치(3) 내에 구현될 수도 있다.
또한 엔진 제어장치(3)는, 가속 페달 위치에 대한 데이터를 수신하고 운전자 요구토크에 이러한 데이터를 할당하기 위해, 가속 페달(5)과 연결되어 있다. 또한 엔진 제어장치(3)는, 구동엔진(4)을 운전자 요구토크에 상응하게 제어하도록 형성되어 있어, 상기 구동엔진은 사실상 운전자 요구토크에 상응하는 차량(1)의 추진구동을 위한 구동토크를 제공한다.
모니터링 장치(2)는 일차적으로 오버런 모드에서 구동엔진(4)의 구동을 모니터링하기 위해 사용된다. 이를 위해 모니터링 장치(2)는, 도 2의 기능블록도를 통해 알 수 있는 바와 같이, 구동에러를 모니터링하기 위한 방법을 실시한다.
도 2에 도시된 기능은 특성맵에 기초할 수 있고, 분사된 연료량에 의존하는 변수는 구동엔진(4)의 회전속도에 의존하는 임계값과 비교된다. 연료량에 의존하는 변수가 임계값을 초과하면, 에러 처리가 호출된다.
이를 위해 분사량 특성맵 블록(11)에 사전 설정된 연료량 특성맵을 이용해 순간 분사된 연료량(KM)에 대한 데이터가 연료량 변수(DM)로 전환된다. 연료량 변수(DM)는 최적의 점화각도에서 구동토크를 지시할 수 있다.
점화각도 특성맵 블록(12)에서는, 구동엔진(4)의 실린더에서 연소가 이루어지는 점화각도(ZW)에 대한, 엔진 제어장치(3)에 제공된 데이터가, 사전 설정된 점화각도 특성맵을 이용해 점화각도 효율(WG)로 전환된다. 최적의 점화각도와의 편차는 상기 제공된 토크의 효능 감소를 초래한다.
비교변수(AM)를 얻기 위해, 연료량 변수(DM)는 곱셈부재(13)에서 점화각도 효율(WG)과 곱해진다. 비교변수(AM)는 모델링된 실제 구동토크에 상응할 수 있다.
회전속도 특성맵 블록(14)에서는, 제공된 회전속도 데이터(DZ)가 회전속도 특성맵을 이용해 임계값(S)으로 전환된다. 비교 블록(15)에서 실제 구동토크(AM)는 임계값(S)과 비교되고, 모델링된 실제 구동토크(AM)가 임계값(S)보다 더 큰지의 여부가 에러 정보(F)에 지시된다.
상기 모니터링은, 특정한 릴리즈 조건이 존재하는 경우에만 실행되어야 한다. 릴리즈 조건의 존재는 릴리즈 블록(16)에서 검출된다.
특히 오버런 모드가 존재하고 토크를 증가시키는 다른 개입이 이루어지지 않는다는 것이 릴리즈 블록(16)에 확인된다. 하기 범주들 중 하나 또는 복수의 릴리즈 조건을 충족하기 위해 상세하게 검사될 수 있다.
- 람다값이 1, 다시 말해 공기/연료 혼합비가 화학양론적으로 동등하거나, 사전 설정된 값 예컨대 0.95에 상응한다.
- 오버런 모드가 존재하며, 즉 운전자가 가속 페달을 작동하지 않아서 가속 페달 각도가 0이므로 운전자 요구토크가 0으로 사전 설정된다.
- 회전속도 제어가 비활성화 상태, 예컨대 공회전 속도제어이다.
- 토크를 증가시키는 변속기 개입은 발생하지 않는다.
- 토크를 증가시키는 주행안정 개입은 발생하지 않는다.
- 토크를 증가시키는 속도 제어 개입은 발생하지 않는다.
- 부속 어셈블리들로부터 구동토크의 증가가 요청되지 않는다.
상기 릴리즈 블록(16)에서 검사된 릴리즈 조건이 충족되면, 오버런 모드에서 모니터링을 위한 릴리즈가 활성화되어, 릴리즈 조건이 충족되자마자, 에러 정보(F)는 대체기능 블록(18)에 전달된다. 대체기능 블록(18)에서는, 모니터링된 에러의 발생을 위해 제공되는 비상 모드가 활성화된다. 상기 비상 모드는 예컨대 비상작동 모드 또는 내연기관(4)의 차단을 포함할 수 있다. 대체기능 블록(18)은, 예컨대 회전속도 특성맵(14)을 통해 적용된 임계값을 통해 엔진 회전속도가 더 이상 허용되지 않는다는 것을 제공할 수 있다.
추가로, 임계값(S)의 단시간의 초과가 실제 구동토크를 통해 고려되지 않고 남아있도록 에러 정보(F)는 디바운싱될 수 있다.
특성맵 블록들(11, 12, 14)에 공급되는 변수들, 연료량(KM)에 대한 데이터, 점화각도(ZW)에 대한 데이터 및 회전속도 데이터는 엔진 제어장치(3)에서 3단계 안전 컨셉에 따라 확실한 변수들로서 제공되는 모니터링된 변수들이다. 다시 말해, 변수들의 정확성은 이미 다른 타당성 알고리즘들을 통해 보장된다.
릴리즈 블록(16)을 이용해 구동 시스템의 모니터링의 활성화는 기능의 다른 위치에서도 구현될 수 있다. 예컨대 비교 블록(15) 및 특성맵 블록들(11, 12, 14)은 릴리즈 신호(FS)에 의존하여 활성화될 수 있다. 릴리즈 조건이 충족되어 있을 경우에만 모니터링 기능은 활성화된다는 것이 중요하다.

Claims (10)

  1. 차량(1)의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법이며, 구동 시스템은 분사되는 연료량에 의존하여 토크를 제공하는 구동엔진(4)을 포함하는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법에 있어서,
    - 분사된 연료량에 대한 데이터(KM)로부터 검출된 변수와, 구동엔진(4)의 회전속도에 대한 회전속도 데이터(DZ)로부터 검출된 임계값(S)과의 임계값 비교를 실행하는 단계와,
    - 상기 임계값 비교의 결과에 의존하여 구동 시스템에서 에러를 지시하는 에러 정보(F)를 검출하는 단계를 포함하는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 차량(1)의 구동부가 구동토크를 제공하지 않아야 하는, 차량(1)의 오버런 모드가 확인되는 경우에만, 하위 기능에 에러 정보(F)가 제공되는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 임계값 비교는, 분사된 연료량에 대한 데이터(KM)로부터 최적의 점화각도에서 토크에 대한 데이터(DM)가 결정되도록 실행되고, 이때 비교변수(AM)를 얻기 위해, 최적의 점화각도에서 토크에 대한 데이터(DM)는 효율 데이터(WG)와 곱해지고, 상기 비교변수는 에러 정보(F)를 얻기 위해 임계값(S)과 비교되는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서, 최적의 점화각도에서 토크에 대한 데이터(DM)는 사전 설정된 연료량 특성맵을 이용해 분사된 연료량에 대한 데이터(KM)로부터 결정되는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 효율 데이터(WG)는 사전 설정된 점화각도 특성맵을 이용해 점화각도에 대한 데이터(ZW)로부터 결정되는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 임계값은 회전속도 데이터(DZ)로부터 사전 설정된 회전속도 특성맵을 이용해 결정되는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 분사된 연료량에 대한 데이터(KM)와 회전속도 데이터(DZ)는 타당성 검사 방법에 따라 정확성에 대해 검사되었던 확실한 변수들로서 제공되는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 방법.
  8. 차량(1)의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 모니터링 장치(2)이며, 이때 구동 시스템은 분사된 연료량에 의존하여 토크를 제공하는 구동엔진(4)을 포함하고, 상기 모니터링 장치(2)는
    - 분사된 연료량에 대한 데이터(KM)로부터 검출된 변수와, 구동엔진(4)의 회전속도에 대한 회전속도 데이터(DZ)로부터 검출된 임계값과의 임계값 비교를 실행하고,
    - 상기 임계값 비교의 결과에 의존하여 구동 시스템에서 에러를 지시하는 에러 정보를 검출하도록 형성되는, 차량의 구동 시스템의 에러를 모니터링하기 위한 모니터링 장치.
  9. - 차량의 구동을 위한 구동엔진(4)과,
    - 구동엔진을 제어하기 위한 엔진 제어장치(3)와,
    - 제8항에 따른 모니터링 유닛(2)을 포함하는, 차량용 구동 시스템.
  10. 데이터 처리장치 유닛에서 실행될 경우, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 실행하는, 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램 제품.
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