[go: up one dir, main page]

KR20090005006A - 내연기관의 작동과 관련한 정보를 전달하기 위한 방법 - Google Patents

내연기관의 작동과 관련한 정보를 전달하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090005006A
KR20090005006A KR1020087025542A KR20087025542A KR20090005006A KR 20090005006 A KR20090005006 A KR 20090005006A KR 1020087025542 A KR1020087025542 A KR 1020087025542A KR 20087025542 A KR20087025542 A KR 20087025542A KR 20090005006 A KR20090005006 A KR 20090005006A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bits
crankshaft
frequency
data string
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020087025542A
Other languages
English (en)
Inventor
필립 에비앙
제레미 블랑
프레드릭 골티에
빌렘 토이링스
Original Assignee
콘티넨탈 오토모티브 프랑스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 오토모티브 프랑스 filed Critical 콘티넨탈 오토모티브 프랑스
Publication of KR20090005006A publication Critical patent/KR20090005006A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
    • F02B77/087—Safety, indicating, or supervising devices determining top dead centre or ignition-timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/489—Digital circuits therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F02D2041/281—Interface circuits between sensors and control unit
    • F02D2041/285—Interface circuits between sensors and control unit the sensor having a signal processing unit external to the engine control unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

내연 기관의 작동을 모니터링할 수 있게 만드는 정보를 전송하는 방법으로서, 디지털 출력부를 구비하는 절대 위치 센서에 의해서 크랭크샤프트의 각 위치를 측정하는 단계; 그리고 N1 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된, 측정된 각 위치 정보를 주파수(f1)으로 엔진 제어 유닛으로 전송하는 단계를 포함하는, 정보 전송 방법에 있어서, N2 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된 측정 각 위치 정보를 주파수(f2)로 전송하는 것으로 이루어진 단계를 더 포함하며, 상기 비트의 넘버(N2)는 넘버(N1) 보다 크며, 상기 주파수(f2)는 상기 주파수(f1)와 같거나 그 보다 작다. N1 비트로의 인코딩은 저해상도로 각 위치 정보를 전송할 수 있게 하는 반면, N2 비트로의 인코딩은 고해상도 정보의 전송을 가능하게 하며, 그에 따라 오점화를 탐지할 수 있게 한다.

Description

내연기관의 작동과 관련한 정보를 전달하기 위한 방법 {METHOD FOR TRANSMITTING INFORMATION CONCERNING THE OPERATION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연기관의 작동에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은, 내연기관의 작동을 모니터링할 수 있게 만드는 정보를 전달하는 방법에 관한 것으로서:
- 크랭크샤프트의 각 위치를 측정하는 단계, 그리고
- N1 비트를 포함하는 데이터 스트링(data string)으로 인코딩된 측정 각 위치 정보를 주파수(f1)로 엔진 제어 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.
오늘날의 내연기관은 엔진 제어 유닛(ECU), 크랭크샤프트 및 엔진이 작동 중일 때 크랭크샤프트의 각 위치를 알 수 있게 하는 장치를 구비하고 있다.
엔진 제어 유닛은, 엔진이 작동 중일 때 각 실린더내의 분사 및 점화(점화가 제어되는 엔진의 경우)를 조정할 수 있게 한다.
그에 따라, 크랭크샤프트의 각 위치에 관한 정보로 인해서, 실린더들 내에서 피스톤의 위치를 결정할 수 있고 4-행정 엔진(흡입, 압축, 연소, 배출)의 사이클의 상태를 알 수 있다.
크랭크샤프트의 각 위치를 측정하기 위한 일반적인 수단은 관련 탐지 부재(센서)의 전방을 통과하는 마크(marks; 기계적, 광학적, 자기적, 등)를 구비한 타겟을 피스톤의 위치와 결합된 크랭크샤프트에 부여하는 것이다. 이러한 타입의 피스톤 센서는 "증분형(incremental)"이라 하는데, 이는 그러한 위치 센서가 절대 위치를 제공하지 못하고 마크가 통과하는 각 시간마다 카운터를 증분시킴으로써 ECU가 위치를 결정할 수 있게 하기 때문이다. 엔진 제어 유닛은 기준 마크와 관련하여 보이는 마크의 넘버(number)를 카운팅함으로써 크랭크샤프트의 절대 위치를 추출할 수 있다.
연소 조정을 이유로, 주로 엔진의 오염, 연료 소모 및 시동 시간을 감소시키기 위해서, 크랭크샤프트의 위치를 2° 미만의 정밀도로 알 필요가 있으며, 이는 매우 저속이나 속도가 제로(zero)인 경우에도 그러하고, 심지어는 크랭크샤프트의 샤프트의 음의 속도에서도 그러하다(예를 들어, 음의 속도는 스톨링 페이즈(stalling phase) 중의 엔진의 회전 방향의 역전에 상당한다).
현재, 크랭크샤프트에 장착된 타겟은 60개의 동일하고 일정간격을 가지는 치형부(teeth)를 포함하며, 이는 6°의 해상도(resolution)을 가능하게 한다. 2° 정도(order of; 자릿수)의 정밀도를 달성하기 위해서 치형부의 개체수를 늘리는 것은 기계적인 한계로 인해서 불가능하다.
그러나, 엔진 제어 유닛에 설치된 계산 알고리즘이 있으며, 그러한 알고리즘은 크랭크샤프트 위치 센서로부터 전달되는 데이터로부터 내삽(interpolation) 방법에 의해서 약 2°의 해상도를 얻을 수 있게 할 수 있으나, 크랭크샤프트의 회전 속도가 제로에 접근할 때 또는 음의 값이 될 때 이러한 알고리즘은 기능을 하지 못한다.
또한, 예를 들어 연료 소모나 오염물질 방출과 관련한 문제점들과 같은 특정 제한(constraint)으로 인해서, 특히 오점화(misfiring)의 탐지와 관련하여 엔진 제어 유닛내의 정보 및 이벤트(events)를 인지하고 운영할 필요성이 점점 더 증대되고 있다.
오점화는 연소가 불완전하거나(poor) 또는 이루어지지 않은 엔진 사이클의 연소 페이즈이며, 이는 배출가스내의 오염물질을 초래할 수 있고 심지어는 촉매 변환기를 손상시킬 수도 있다.
오점화 존재의 탐지는 크랭크샤프트의 회전 속도 및 크랭크샤프트의 요동(disturbance)을 매우 정밀하게 모니터링함으로써 실시될 수 있다. 사실상, 오점화는 크랭크샤프트의 회전 속도의 일시적인 변화를 발생시킬 것이나, 이러한 현상은 상기 크랭크샤프트의 관성 질량에 의해서 완충(damped)된다. 그에 따라, 이들 회전 속도의 약간의 변화를 탐지하고 측정할 수 있도록 하기 위해서 매우 양호한 해상도의 센서들을 구비할 필요가 있다.
이제, 주어진 회전 속도에서, 센서의 해상도가 높을 수록, 전송할 정보의 양이 많아지고, 이는 높은 데이터 전송율을 초래한다. 그러나, 엔진 제어 유닛은 제한된 데이터 판독 속도를 가지며, 따라서 적절한 해상도가 요구하는 데이터 전송율이 상기 데이터 판독 속도를 초과하게 된다.
또한, 종래의 아날로그 신호에 의한 360°에 걸친 절대 위치의 인코딩이 문 제가 되는데, 이는 아날로그 출력의 이용에서 불가피한 노이즈가 크랭크샤프트의 실제 위치와 관련하여 엔진 제어 유닛내에서 큰 불확실성을 생성하기 때문이다.
예로서, 센서의 아날로그 출력이 360°의 각 변화에 대해서 4V 만큼 변화된다면, 이러한 출력에서 10 mV 피크-대-피크(peak-to-peak)의 노이즈는 0.9°의 위치 불확실성을 나타내게 될 것이다.
그에 따라, 노이즈의 랜덤 특성(random nature)은 오점화의 탐지를 불가능하게 만들고 그리고 2° 미만의 정밀도를 필요로 하는 연료 분사의 운영을 위한 크랭크샤프트의 각 위치의 측정에 큰 오류를 추가하게 된다.
이러한 아날로그 신호의 후속 필터링은 이러한 노이즈의 영향을 감소시킬 수 있으나, 이는 센서에 의한 각도 측정 시간과 엔진 제어 유닛(ECU)이 이러한 측정을 완전히 수용하는 시간 사이에 큰 지연(delay)을 초래할 것이며, 그러한 지연은 고속 회전에서의 정밀한 측정과 양립될 수 없을 것이다(incompatible).
그에 따라, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 크랭크샤프트의 위치 센서의 절대 각도 위치에서 2° 미만의 해상도를 얻을 수 있도록 하고 그리고 오점화를 탐지할 수 있도록 하는 것이다. 이들 목적은, 제로의 회전 속도의 경우를 배제하지 않으면서도, 반대 방향으로의 수백회의 분당 회전수(rpm)로부터 정상 방향(forward dirction)으로의 10,000의 분당 회전수까지 걸쳐진 엔진 회전 속도 범위에서 반드시 달성되어야 한다.
이러한 목적을 고려하면서, 본 발명에 따른 방법은:
- 디지털 출력부를 구비하는 절대 위치 센서에 의해서 적어도 N2 비트로 크랭크샤프트의 각 위치를 측정하는 단계; 그리고
- N1 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된, 측정된 각 위치 정보를 주파수(f1)으로 엔진 제어 유닛으로 전송하는 단계를 포함하며,
이러한 방법은 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 측정 및 인코딩된 각 위치 정보를 주파수(f2)에서 전송하는 것으로 이루어진 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 넘버(N2)는 넘버(N1) 보다 크며, 주파수(f2)는 주파수(f1)와 같거나 그 보다 작다.
일 실시예에서, 주파수(f2)는, 적어도, 세그먼트(segment)의 시작에 대응하는 각 위치로부터 시작하여, 크랭크샤프트가 상기 세그먼트의 종료(end)에 상응하는 각 위치에 도달하는데 걸리는 시간에 의해서 그리고 전송되어야 하는 비트(N2)의 넘버에 의해서 규정된다.
바람직하게, 측정 단계는 적어도 N2 비트로 각 위치를 측정하는 하나의 절대 위치 센서에 의해서 실시되며, N1 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된 각 위치를 전송하는 단계는 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링의 절단(truncation)에 의해서 실시된다.
일 실시예에서, 한계치(threshold value) 또는 한계치들이 N2 비트를 가지는 각 위치의 전송을 트리거링한다.
일 실시예에서, N1 및 N2 비트를 각각 포함하는 데이터 스트링들이 두 개의 분리된 채널 상에서 전송된다.
대안적으로, N1 및 N2 비트를 각각 포함하는 데이터 스트링들이 멀티플렉싱 방법에 의해서 단일 채널 상에서 전송된다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은:
- 세그먼트의 시작에 대응하는 각 위치로부터 시작하여, 상기 세그먼트의 종료에 상응하는 각 위치에 도달하는 시간을 측정하는 단계,
- 이러한 시간 값과 기준 값 사이의 편차를 측정하는 단계, 그리고
- 이러한 편차가 한계치 보다 큰 경우에, 오점화를 나타내는 신호를 생성하는 단계, 를 추가로 포함한다.
또한, 본 발명은 절대적 크랭크샤프트 위치 센서를 포함하는, 내연기관의 작동을 모니터링하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 절대적 크랭크샤프트 위치 센서는:
- 크랭크샤프트의 각 위치를 측정하도록, 그리고
- N1 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된, 측정 각 위치 정보를 주파수(f1)로 엔진 제어 유닛으로 전송하도록, 구성된다.
이러한 장치는, 상기 크랭크샤프트 위치 센서가,
- N2 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된, 측정된 각 위치 정보를 주파수(f2)에서 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 비트의 넘버(N2)는 넘버(N1) 보다 크며, 주파수(f2)는 주파수(f1)와 같거나 그 보다 작다.
일 실시예에서, 크랭크샤프트 위치 센서는 각 위치를 적어도 N2 비트로 측정하고 그러한 각 위치 정보를 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩하며, 상기 센서는 N1 및 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링내의 각 위치 정보를 인코딩하기 위해서 절단 수단을 추가로 구비한다(측정이 N2 비트로 디지털화 된 경우).
바람직하게, 각 데이터 스트링은 각 채널 상에서 전송된다.
두 채널이 멀티플렉싱되는 실시예에서, 센서는 N1 비트 및 절단된 N2 비트의 나머지를 포함하는 데이터 스트링을 전송할 수 있는 하나 이상의 출력부를 구비한다.
대안적으로, 센서는 N1 비트를 포함하는 데이터 스트링 및 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링을 각각 전송할 수 있는 두 채널을 구비한다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 소위 "Stop & Go" 시스템을 구비하는 차량에서 유리하게 이용될 수 있으며, 상기 시스템에서는, 차량이 짧은 시간동안 정지된 경우에, 엔진은 작동되지 않으나 엔진 제어 유닛에는 동력 공급이 유지된다.
또한, 측정의 "절대적(absolute)" 특성(동력 공급(powered)이 되자 마자, 센서는 크랭크샤프트의 각 위치에 대한 정보를 제공한다)으로 인해서, 크랭크샤프트의 위치는 또한 엔진 제어 유닛에 동력이 공급되지 않는 오랜 시간 동안 정지된 상태 후에도 이용될 수 있을 것이다. 이러한 특성으로 인해서, 무제한적인 정지 기간(저온 시동) 후에도, 최적의 시동이 실시될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 해결책은 2-행정 내연기관 및 4-행정 내연기관 모두에 유리하게 적용될 수 있으나, 여기에서는 4-행정 엔진에 대해서만 설명한다.
본 발명으로 인해서, 오점화를 탐지할 수 있는 매우 정밀한 위치 정보가, 절대 위치 센서에 의해서, 감소된 데이터 전송율을 판독(reading)할 수 있는 엔진 제어 유닛으로 전송될 수 있다.
첨부 도면을 참조한 예시적이고 비-제한적인 예에 관한 이하의 설명으로부터 본 발명의 다른 특징들 및 이점들을 보다 분명히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 6-실린더 엔진의 크랭크샤프트의 일 회전에 대한 각 위치 측정의 주파수들을 상징화하여 나타낸 도면이다.
본 발명의 제 1 특징에 따라, 절대 각 위치 센서의 디지털 출력을 이용함으로써, 2°미만의 해상도를 가지는 위치 측정에서도 전술한 노이즈의 랜덤 특성과 관련된 문제점들이 해소된다.
오점화를 탐지하기 위한, 보다 정밀한 크랭크샤프트 위치 정보, 다시 말해서 고 해상도를 가지는 위치 정보의 전송과 관련된, 그리고 이러한 데이터의 전송을 위해 필요한 데이터 전송율과 연관된 문제점(이러한 데이터 전송율은 현재의 엔진 제어 유닛의 입력부의 판독 능력과 양립(compatible; 호환)되지 못한다)과 관련된 본 발명의 제 2 특징이 이하에서 설명된다.
4-행정 엔진의 경우에, 엔진 사이클의 4-행정이 크랭크샤프트의 2 회전에, 즉 720°에 대응한다. 그에 따라, 크랭크샤프트의 각 위치에서 360°의 불확실성이 존재하며(피스톤들은 정확하게 동일한 위치에 있으나, 사이클의 행정은 동일하지 않다), 그러한 불확실성은 캠샤프트에 배치된 위치 센서에 의해서 제거될 수 있으며, 상기 캠샤프트는 엔진 사이클의 4 행정 동안에 한번만 회전한다.
작동 조건하에서, 엔진이 운전될 때, 크랭크샤프트의 절대 각 위치는 센서에서 직접적으로 이용될 수 있고, 더 이상 엔진 제어 유닛에 의해서 결정되지 않는다. 그러나, 스톨링 페이즈에서, 엔진의 회전 방향이 역전될 수 있다.
그에 따라, 후속하는 정지 페이즈의 지속시간이 몇분 보다 더 길지 않는 한, 양방향성 증분형 센서가 사용될 수 있다. 그러나, 그러한 양방향성 센서들은 엔진 제어 유닛의 동력공급 기간 동안에만 유효한 각도 위치 정보를 컴퓨터가 가질 수 있게 한다. 사실상, 그러한 센서와 연관된 엔진 제어 유닛에서, 각 위치 정보는 엔진 제어 유닛의 휘발성 메모리에 저장되며, 엔진이 정지되면 즉, 차량의 배터리에 의해서 엔진 제어 유닛으로 더 이상 동력공급이 되지 않는 경우에, 그러한 메모리내의 정보가 지워진다.
그에 따라, 각각의 저온 시동시에, 즉 오랜 정지 기간 후에, 양방향성 증분형 센서로의 그리고 엔진 제어 유닛으로의 동력공급이 실시되고, 절대 각 위치는 이용될 수 없다. 또한, 증분형 센서의 해상도는 예상되는 2°가 아니라 단지 6°에 불과하다.
한편, 본 발명에 따른 절대 위치 센서는 크랭크샤프트의 절대 각 위치를 탐지할 수 있게하고 엔진 제어 유닛으로 전송할 수 있게 하는 특정목적의 집적회로(또는 주문형 반도체; ASIC; Application Specific Integrated Circuit)에서 구현되는 것이 바람직하다.
이하에서 설명하는 바와 같이, 세그먼트마다 한번 이상, 세그먼트의 나머지 동안에 전송되는 각 위치에 대한 보다 정밀한 정보가 발생가능한 오점화의 탐지를 목적으로 전송된다.
인코딩: 해상도/비트의 넘버
일 회전(360°)에 걸친 각도 해상도(RES)(° 단위)를 얻기 위해서, M = 360/RES과 같은 M 레벨에 걸쳐 정보를 인코딩할 필요가 있으며; 다시 말해 N 비트에서, N은 2N >= M과 같은 자연 정수에 가장 가깝다.
그에 따라, 측정 주파수(f2)가 RES 값의 각도당(per angle) 하나의 측정에 상당한다.
예로서, RES = 0.022°의 경우에, M = 360/0.022가 결정되고
즉, M = 16,363.64이고
이제, 214 = 16,384가 되고 그에 따라 N = 14가 된다.
따라서, 0.022°의 해상도를 얻기 위해, 측정 정보를 적어도 14 비트로 측정 및 인코딩할 필요가 있다.
한편, 2°미만의 각도 해상도를 얻기 위해서, N >=8 비트에 걸쳐 측정 정보를 인코팅하기만 하면 된다.
필요 데이터 전송율의 계산
rpm으로 표시된 엔진 속도(REG)는 °/초로 표현된 REGI이다.
그에 따라, REGI = (360°/60 초)*REG 이다.
즉, REGI = 6*REG
따라서, 각 해상도(REG)와 동일한 각도를 통해서 회전하는데 소요된 시간은
T = RES/REGI
즉, t = RES/6*REG 이다.
또한, 통신 데이터 전송율(Baud)는 반드시 : D = N/t 이어야 하며,
즉 D = 6*REG*N/RES
다시 말해, 이하의 값에서:
REG = 10,000 rpm
N = 14 bits
RES = 0.022°
해상도(RES)에서의 연속적인 측정을 허용하는 데이터 전송율(D)은 반드시:
D = 6*10,000*14/0.022 = 42 MBaud 이어야 한다.
이러한 방식에서, 주어진 엔진 속도(REG)에서 주어진 해상도(RES)로 각 측정치를 인코딩하는데 필요한 데이터 전송율 및 비트(N)의 넘버를 계산할 수 있다.
그러한 계산의 예들을 이하의 표 1에 기재하였으며, 이때 오늘날의 차량의 엔진 속도를 최대 약 10,000 rpm으로 하였다.
D (Baud) N (비트) REG (rpm) RES (°)
42,000,000 14 10,000 0.02
342,857 8 10,000 1.4
7,000 14 10,000 120
이제, 오늘날의 ECU의 디지털 입력부의 최대 판독 속도는 500 kBaud 정도이다. 이러한 데이터 전송율은 오점화를 탐지할 수 있게 하는 해상도로서 0.02°정도(the order of)의 각도 해상도에 대응하는 해상도의 연속적인 전송을 수용할 수 없다.
또한, 긴 연결 시스템을 통해서 500 kBaud 보다 높은 데이터 전송율로 바이너리 데이터를 전송하는 것은 차량의 다른 장치와 전자기적 간섭을 일으킬 위험이 있다.
본 발명에 따른 오점화의 탐지는 점화와 동기화되고 세그먼트들의 시간들의 탐지 및 비교에 의해서 실행되는 것으로 구성된다. 사실상, 오점화는 크랭크샤프트의 회전 속도에서의 일시적인 변화를 유발한다.
세그먼트는 크랭크샤프트의 각도 영역(region)이다. 보다 정확하게, 세그먼트는 각도 기간(angular period)이다. 세그먼트 시간은 세그먼트의 통과 시간이다. 그에 따라, 세그먼트는 점화 순서에서 두 개의 연속적인 실린더들의 두 개의 기준 위치를 분리하는 각도에 의해서 규정된다. 이러한 각도 영역은 각 실린더내의 피스톤들의 특정된 이동에 상응한다.
실린더에서, 피스톤은 두 개의 특징적인(characteristic) 지점 즉, 상사점(top dead center; TDC) 및 하사점(bottom dead center; BDC)을 통과한다. 유리하게도, 이들 두 특징적인 지점들은 세그먼트의 규정(definition)을 위한 기준 지점으로서 작용할 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 점화 순서상 연속되는 두 개의 피스톤들의 두 개의 연속적인 상사점들을 분리하는 시간은 예를 들어 세그먼트 시간을 규정할 수 있다.
크랭크샤프트가 이러한 각도 영역을 횡단하는 세그먼트 시간은 연소 페이즈 중에 변환되는 에너지 등에 의해서 달라진다. 결과적으로, 오점화는 세그먼트 시간을 증대시킨다.
세그먼트들이 규칙적으로 분포된 다수-실린더 엔진의 경우에, 각도로 표시되는 세그먼트의 값은 SEG = 720/C이고, 이때 C는 실린더의 개체수이다.
즉, 4-실린더 엔진의 경우에 SEG = 180°이고
6-실린더 엔진의 경우에 SEG = 120°이다.
본 발명에 따라, 높은 해상도 측정(N2 비트)의 전송은 세그먼트 마다 한차례만 실시될 수 있을 것이며, 다시 말해 매 720/C°마다 한차례만 실시될 수 있을 것이다. 그에 따라, 이러한 실시예에서, 높은 해상도(N2 비트) 각 위치 정보의 전송 주파수(f2)는 각 세그먼트의 시작시에만 각 위치 정보를 전송하는 것에 상당한다.
오점화의 탐지를 위해서, 각각의 크랭크샤프트의 회전에서, 서로 관련된 모든 연속적인 세그먼트들이 아니라 둘 또는 몇개의 연속적인 회전들 사이의 동일한 세그먼트에서, 세그먼트 시간들을 비교할 수 있다. 이를 위해서, 실시된 각각의 절대 위치 측정은, 세그먼트들의 시작 및 종료 위치들을 분리하는 SEG 각도에 상응하는, 기준 값들과 연속적으로 비교된다.
사실상, 크랭크샤프트 위치 센서는 크랭크샤프트의 각 위치를 적어도 N2 비트로 측정하나, 대부분의 시간 동안 이러한 정보를 단지 N1 비트로 전송하며, 이러한 N2와 N1의 차이는 절단(trunction)에 의해서 생성된다.
특정 각 위치가, 예를 들어 전술한 ASIC 회로에서, 세그먼트의 시작 또는 종료에 대응하는(도 1에서 0°, 120°, 240°), 특정 트리거 값과 연관된다.
센서가 세그먼트의 시작 또는 종료에 상응하는 트리거 값에 도달할 때, 그 센서는 N2 비트로 인코딩된 각 위치 신호를 전송한다.
다른 각도 값의 경우에, 센서는 N1 비트로 인코딩된 각 위치 신호를 다시 전송한다.
본 발명에 따라, 엔진 제어 유닛은 오점화가 없는 엔진의 정상적인 거동의 모델을 포함한다.
통상적으로, 모델은 하나 이상의 기준 값을 포함하며, 그러한 기준 값은, 주어진 세그먼트에서, 오점화가 없는 세그먼트의 세그먼트 시간과 동일하다. 세그먼트 시간의 측정은 이러한 기준 값과 비교되고 이들 두 값 사이의 편차는 한계치와 비교된다. 만약, 그러한 편차가 한계치와 같거나 그보다 크다면, 엔진 제어 유닛은 오점화가 발생한 것으로 간주하고, 예를 들어, 이러한 효과에 대한 신호를 발생시킨다.
예를 들어, 주어진 세그먼트 시간에 대한 기준 값은 선행(preceding) 크랭크샤프트 회번 중에 그 세그먼트의 세그먼트 시간이 된다.
도 1을 참조하면, 회전(T)의 세그먼트 시간(SEG1)을 회전(T-1)의 세그먼트 시간(SEG1)과 비교하며, 이는 세그먼트들(SEG2 및 SEG3)에서도 유사하다.
바람직하게, 한계치는 엔진의 회전 속도에 따라 달라지며, 엔진 속도의 변화(운전자에 의한 차량의 가속 및 제동)에 기인하고 측정을 방해할 수도 있는 크랭크샤프트의 회전 속도의 변화는 특정 알고리즘에 의해서 교정된다.
본 발명의 시스템은 360°에 걸친 크랭크샤프트의 절대 위치의 센서를 기초로 하며, 완전한 디지털 출력 신호를 공급하도록 구성된 인터페이스를 구비한다.
일 실시예에서, 크랭크샤프트 위치 센서는 두 개의 출력 채널을 구비하며, 각 채널은 디지털 신호를 전송한다.
제 1 채널은 낮은 해상도(N1 비트)의 크랭크샤프트의 각도 위치와 관련된 정보에 상응하는 제 1 신호를 전송하는데 이용된다. 낮은 해상도(N1 비트)의 크랭크샤프트의 각도 위치는 주파수(f1)로 전송된다.
제 2 채널은 오점화와 관련된 정보, 다시 말해서 높은 해상도(N2 비트)의 크랭크샤프트의 각도 위치와 관련된 정보에 상응하는 제 2 신호를 전송하는데 이용된다. 적어도 N2 비트의 크랭크샤프트의 각도 위치가 주파수(f2)에서 N2로 전송된다.
대안적으로, 양 신호가 멀티플렉싱 방법에 의해서 동일 채널 상에서 전송된다.
바람직하게, 전송 속도, 즉 데이터 전송속도는 일정하다.
예를 들어, 표 1에 기재된 바와 같이, 2° 미만의 해상도 즉, 1.4°의 해상도가 8 비트(N1)로 인코딩될 수 있다. 결과적으로, 분당 회전수가 10,000인 엔진 속도(REG)에서 이러한 정보를 전송하는데 필요한 최소 데이터 전송율은 342 kBaud이다. 그에 따라, 저해상도 각 위치 신호는 약 24 ㎲(1/324 * 8) 마다 전송되며, 이는 도 1에서 실선(f1)으로 도시되어 있다.
14 비트(N2)로 인코딩된 고해상도 각 위치 신호는 6-실린더 엔진의 경우에 매 120° 마다 전송될 수 있으며, 이는 도 1에서 점선(f2)로 도시되어 있다.
오늘날의 운영(management) 장치에 의해서 지원되는 데이터 전송율은 500 kBaud 정도(order of)이기 때문에, N1 비트의 바이너리 워드(binary word)에 그리고, 필요한 경우에, 필수적인 N2 비트의 나머지에 보충 정보를 추가할 수 있다.
이러한 구성으로 인해서, 고해상도 각 위치 정보가 세그먼트의 시작시만 전송될 필요가 있기 때문에, 엔진 제어 유닛의 데이터 전송율로 인해서 N2 비트의 데이터 스트링이 N1 비트의 전송에 대해 할당된 시간 간격내에 완전히 전송되지 못한다면, 나머지 비트는 문제의 세그먼트의 시간 동안에 하나 이상의 후속하는 N1 비트의 스트링에서 전송될 수 있을 것이다.
사용된 고해상도의 절대 위치 센서의 타입은 "인 시츄(in situ)" 교정을 필수적으로 요구하는데, 이는 내연기관에 상기 센서를 장착하는 동안에 부가되는 위치결정 불확실성(positioning uncertainties) 때문이다.

Claims (9)

  1. 내연 기관의 작동을 모니터링할 수 있게 만드는 정보를 전송하는 방법으로서,
    - 디지털 출력부를 구비하는 절대 위치 센서에 의해서 크랭크샤프트의 각 위치를 측정하는 단계; 그리고
    - N1 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된, 측정된 각 위치 정보를 주파수(f1)으로 엔진 제어 유닛으로 전송하는 단계를 포함하는, 정보 전송 방법에 있어서:
    N2 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된 측정 각 위치 정보를 주파수(f2)로 전송하는 것으로 이루어진 단계를 더 포함하며,
    상기 비트의 넘버(N2)는 넘버(N1) 보다 크며, 상기 주파수(f2)는 상기 주파수(f1)와 같거나 그 보다 작은 것을 특징으로 하는
    정보 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수(f2)는, 크랭크샤프트가 세그먼트의 시작에 대응하는 각 위치로부터 시작하여 상기 세그먼트의 종료에 상응하는 각 위치에 도달하는데 걸리는 시간에 의해서 그리고 전송되어야 하는 비트(N2)의 넘버에 의해서 적어도 규정되는 것을 특징으로 하는
    정보 전송 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 측정 단계는 적어도 N2 비트로 각 위치를 측정하는 하나의 절대 위치 센서에 의해서 실시되며, N1 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된 각 위치를 전송하는 단계는 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링의 절단에 의해서 실시되는 것을 특징으로 하는
    정보 전송 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    한계치 또는 한계치들에의 도달이 N2 비트를 가지는 각 위치의 전송을 트리거링하는 것을 특징으로 하는
    정보 전송 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    N1 및 N2 비트를 각각 포함하는 데이터 스트링들이 두 개의 분리된 채널 상 에서 또는 멀티플렉싱 방법에 의해서 단일 채널 상에서 전송되는 것을 특징으로 하는
    정보 전송 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 세그먼트의 시작에 대응하는 각 위치로부터 시작하여, 상기 세그먼트의 종료에 상응하는 각 위치에 도달하는데 소요되는 시간을 측정하는 단계,
    - 이러한 시간 값과 기준 값 사이의 편차를 측정하는 단계, 그리고
    - 이러한 편차가 한계치 보다 큰 경우에, 오점화를 나타내는 신호를 생성하는 단계, 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    정보 전송 방법.
  7. 절대적 크랭크샤프트 위치 센서를 포함하는, 내연기관의 작동을 모니터링하기 위한 장치로서,
    상기 절대적 크랭크샤프트 위치 센서는:
    - 크랭크샤프트의 각 위치를 측정하도록, 그리고
    - N1 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된, 측정된 각 위치 정보를 주파수(f1)로 엔진 제어 유닛으로 전송하도록, 구성되는,
    내연 기관의 작동을 모니터링하기 위한 장치에 있어서:
    상기 크랭크샤프트 위치 센서가, N2 비트를 포함하는 데이터 스트링으로 인코딩된, 측정된 각 위치 정보를 주파수(f2)로 전송하도록 구성되며,
    상기 비트의 넘버(N2)는 넘버(N1) 보다 크며, 상기 주파수(f2)는 주파수(f1)와 같거나 그 보다 작은 것을 특징으로 하는
    내연 기관의 작동을 모니터링하기 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 절대적 크랭크샤프트 위치 센서는 각 위치를 적어도 N2 비트로 측정하고,
    상기 측정이 N2 비트 이상으로 디지털화되는 경우에, 상기 센서는 N1 및 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링내의 각 위치 정보를 인코딩하기 위해서, 절단 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
    내연 기관의 작동을 모니터링하기 위한 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 센서는 N1 비트 및 절단된 N2 비트의 나머지를 포함하는 데이터 스트링을 전송할 수 있는 하나 이상의 출력부를 구비하거나 또는 N1 비트를 포함하는 데 이터 스트링 및 N2 비트를 포함하는 데이터 스트링을 각각 전송할 수 있는 두개의 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    내연 기관의 작동을 모니터링하기 위한 장치.
KR1020087025542A 2006-03-20 2007-03-02 내연기관의 작동과 관련한 정보를 전달하기 위한 방법 Withdrawn KR20090005006A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0602409 2006-03-20
FR0602409A FR2898640B1 (fr) 2006-03-20 2006-03-20 Procede de transmission d'information relatif au fonctionnement d'un moteur a combustion interne

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090005006A true KR20090005006A (ko) 2009-01-12

Family

ID=37440878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087025542A Withdrawn KR20090005006A (ko) 2006-03-20 2007-03-02 내연기관의 작동과 관련한 정보를 전달하기 위한 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7930929B2 (ko)
JP (1) JP2009530533A (ko)
KR (1) KR20090005006A (ko)
CN (1) CN101405499B (ko)
FR (1) FR2898640B1 (ko)
MX (1) MX2008011991A (ko)
WO (1) WO2007107228A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7814780B2 (en) * 2007-04-09 2010-10-19 Bg Soflex Llc Engine position tracking for internal combustion engines
US8725385B2 (en) * 2010-02-25 2014-05-13 GM Global Technology Operations LLC High-accuracy IMEP computational technique using a low-resolution encoder and an indirect integration process
DE102010010805B4 (de) * 2010-03-09 2021-08-12 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Verfahren zur Verbesserung von bereit gestellten Signalwerten, Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens und Verwendung einer Extrapolation
PE20141614A1 (es) 2011-06-10 2014-11-20 Chiesi Farma Spa Compuestos con actividad antagonista de los receptores muscarinicos y actividad agonista del receptor beta2 adrenergico
RU2661877C2 (ru) 2012-12-06 2018-07-20 КЬЕЗИ ФАРМАЧЕУТИЧИ С.п.А. Соединения, обладающие активностью антагонистов мускариновых рецепторов и агонистов бета-2-адренергических рецепторов
BR112015012730B1 (pt) 2012-12-06 2022-07-05 Chiesi Farmaceutici S.P.A. Composto, composição farmaceutica, dispositivo, uso de um composto e combinação
KR101558789B1 (ko) * 2014-07-07 2015-10-07 현대자동차주식회사 우선순위저장방식 이알엠 방법 및 이를 적용한 이알엠 제어기
TWI703138B (zh) 2015-02-12 2020-09-01 義大利商吉斯藥品公司 具有蕈毒鹼受體拮抗劑及β２腎上腺素受體促效劑活性之化合物
WO2016168516A1 (en) 2015-04-14 2016-10-20 Woodward, Inc. Combustion pressure feedback based engine control with variable resolution sampling windows
AR104828A1 (es) 2015-06-01 2017-08-16 Chiesi Farm Spa COMPUESTOS CON ACTIVIDAD ANTAGONISTA DE LOS RECEPTORES MUSCARÍNICOS Y ACTIVIDAD AGONISTA DEL RECEPTOR b2 ADRENÉRGICO
EP3383867B1 (en) 2015-12-03 2021-04-14 Chiesi Farmaceutici S.p.A. Compounds having muscarinic receptor antagonist and beta2 adrenergic receptor agonist activity
US10934965B2 (en) 2019-04-05 2021-03-02 Woodward, Inc. Auto-ignition control in a combustion engine

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4131497A1 (de) * 1991-09-21 1993-03-25 Vdo Schindling Verfahren zur ermittlung der winkelstellung der kurbelwelle einer brennkraftmaschine
US5570016A (en) * 1994-06-01 1996-10-29 General Motors Corporation Method and apparatus for detecting crankshaft angular position
JP3986603B2 (ja) 1996-02-02 2007-10-03 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 燃焼ミスファイヤの検出方法
US6041647A (en) * 1996-05-28 2000-03-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Crank angle detecting apparatus for internal combustion engine
JP2003515697A (ja) 1999-11-30 2003-05-07 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 内燃機関用の制御装置、内燃機関の調整素子用の制御ユニット及び内燃機関の制御方法
DE19962153B4 (de) * 1999-12-22 2006-02-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung der Winkellage rotierender Maschinenteile
JP2002089426A (ja) 2000-09-18 2002-03-27 Ngk Spark Plug Co Ltd 内燃機関の失火検出装置
DE10123292B4 (de) * 2001-05-13 2010-07-22 Anton Rodi Sensorsystem
DE10124017A1 (de) * 2001-05-17 2002-11-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Drehwinkelerfassung eines sich drehenden Elements
FR2855874B1 (fr) 2003-06-06 2005-08-05 Siemens Vdo Automotive Capteur de position angulaire absolue sur 360° d'un organe rotatif
FR2863049B1 (fr) 2003-12-02 2006-01-13 Siemens Vdo Automotive Dispositif pour determiner la position angulaire et la vitesse de rotation d'un organe rotatif
FR2865501B1 (fr) * 2004-01-23 2006-03-10 Siemens Vdo Automotive Dispositif pour determiner la position d'un moteur a combustion interne
US7184876B2 (en) 2004-06-18 2007-02-27 Siemens Vdo Automotive Device and process for determining the position of an engine
FR2871880B1 (fr) 2004-06-18 2006-08-11 Siemens Vdo Automotive Sas Dispositif et un procede pour determiner la position d'un moteur
US7104119B1 (en) * 2005-03-08 2006-09-12 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for determining rotary position
JP4626564B2 (ja) * 2006-05-10 2011-02-09 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
US7606655B2 (en) * 2006-09-29 2009-10-20 Delphi Technologies, Inc. Cylinder-pressure-based electronic engine controller and method

Also Published As

Publication number Publication date
US20090217744A1 (en) 2009-09-03
US7930929B2 (en) 2011-04-26
FR2898640B1 (fr) 2008-04-25
CN101405499A (zh) 2009-04-08
CN101405499B (zh) 2012-01-11
JP2009530533A (ja) 2009-08-27
FR2898640A1 (fr) 2007-09-21
WO2007107228A1 (fr) 2007-09-27
MX2008011991A (es) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090005006A (ko) 내연기관의 작동과 관련한 정보를 전달하기 위한 방법
US6170322B1 (en) Stroke identifying unit of a four-stroke engine
EP1402165B1 (en) Method to determine tdc in an internal combustion engine
JPH08338299A (ja) ミスファイア検出方法
US20080228341A1 (en) Vehicle diagnosis system and method
ITTO960623A1 (it) Procedimento di taratura per un sistema di iniezione provvisto di iniettori.
GB2335989A (en) Method of detecting rotational speed in order to sense combustion misfires
ITMI20071116A1 (it) Procedimento e apparecchio di comando per determinare una grandezza carateristica di un motore endotermico in base ad un numero di giri di un albero a gomiti del motore endotermico
JP2009541629A (ja) ミスファイアを検出する方法および相応する装置
RU2504680C2 (ru) Способ получения сигнала синхронизации рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания
US20080022760A1 (en) Method of determining the rest position of an internal combustion engine
JP2001502401A (ja) セグメントの検出方法
JP4073914B2 (ja) エンジン制御装置
US6401527B1 (en) Method for determining the torque developed by an internal combustion engine
CN108350826B (zh) 内燃机控制装置
US20020092499A1 (en) Detonation sensing of crankshaft position
JP2001289109A (ja) 単気筒４行程機関における燃焼行程を検出するための方法
RU2037803C1 (ru) Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания
GB2337136A (en) Regulating an engine using a transmitter wheel with a reference mark
JP2002502934A (ja) 多気筒内燃機関の速度制御方法
KR20130108577A (ko) 내연 기관의 크랭크각을 결정하는 방법 및 장치
JP4491739B2 (ja) 内燃機関の制御装置
KR19980036336A (ko) 엔진의 실화 검출방법
RU2242734C2 (ru) Способ определения фазы рабочего цикла двс
RU2211364C1 (ru) Измеритель угла опережения впрыска топлива в дизель

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20081020

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid