KR0151553B1 - 노킹 제어에 대한 내연기관 작동방법 - Google Patents

Abstract

내연기관 안으로 직접 가스로 운반된 계량된 연료량을 분사하고 연소실 안으로 연료의 분사 시기를 제어함으로서 녹킹을 제어하기 위한 내연기관 작동 방법이다. 분사 시기제어는 엔진 주기에 대하여 분사 기간의 종료 시기를 세팅하고, 예정 수준 이상의 엔진에서의 녹킹의 탐지에 따라 분사 기간의 존속을 감축함으로서 수행된다. 분사 존속 기간은 녹킹이 예정 수준이하로 제거 또는 감축될 때까지 각 주기에 대해 단계적인 방법으로 한 단계 감축된다.

Description

노킹 제어에 대한 내연기관 작동 방법

본 발명은 내연기관의 작동 제어에 관한 것으로, 특히 연료/공기 혼합물의 일부의 연소 제어보다는 이상 폭발(detonation)로 나타나는 노킹 발생시에 교정 작용을 수행하는 것에 관한 것이다.

노킹은 내연기관의 작동에 있어 공지된 문제이며, 엔진이 일시적인 고하중 조건을 받을 때 특히 문제가 된다. 엔진 작동자에 대해 적합한 경고를 발하거나 적합한 자동 수정 절차로 작동하도록 진동 센서 형태로의 노킹 센서를 가지는 엔진을 제공하는 것이 공지되어 있다. 공지된 수정 절차는 엔진의 점화시기를 지연하거나 엔진의 연료 공급 속도를 증가시킨다. 점화 시기 지연에 의한 녹킹수준 또는 농후 혼합물(rich mixture)로 인한 연료 공급 속도 증가의 제어는 방출 제어나 동력 출력에 문제가 된다.

본 발명의 목적은 동일 제어에 대한 노킹의 탐지에 대한 유효 반응을 제공하며, 엔진 배기에 있어서의 방출 수준에 영향이 적은, 내연기관에서의 노킹을 제어하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적에 비추어, 본 발명은 엔진 연소실 안으로 직접 가스로 운반된 계량된 연료량을 분사하는 단계와, 엔진 주기에 대하여 분사 기간의 종료를 세팅함으로서 분사 시기를 제어하는 단계와, 예정수준 이상의 엔진에서 노킹의 탐지에 따라 분사 기간의 존속 기간을 감축하는 단계를 구비하는 노킹 제어에 대한 내연기관 작동 방법을 제공하는 것이다.

상기 예정 수준 이상의 노킹의 탐지시에 분사의 존속 기간은 미리 조절된 부가량에 의하여 감축되며, 그후 노킹이 지속되면 노킹이 중단되거나 소정 수준 이하로 탐지된 수준이 떨어질 때까지 미리 조절된 부가량 또는 다수의 부가량에 의해 감축된다. 분사 존속 기간의 감축의 예비설정된 초기량은 수반되는 예비설정된 부가량보다 크다. 그러므로 예정 수준 이상의 노킹의 탐지시에, 분사 존속 기간의 초기 감축이 있으며, 그 초기량은 정상 상황하에서의 녹킹의 정지를 성취하도록 예비 설정되며, 하나 이상의 미리 조절된 부가적 조정량은 심한 녹킹 조건하에서만 요구된다.

분사 존속 기간 감축의 결과로서 녹킹이 정지된 후에, 그 존속 기간은 순차적으로 정상 수준에 대해 예정 속도로 증가하여 분사기간의 급작 변화는 없으나 어떤 경우에 엔진에 녹킹이 다시 시작된다.

통상적인 수행과 같이 점화시기나 분사시기는 특정 실린더의 피스톤의 상사점(TDC)위치전에 크랭크축의 회전의 정도에 근거하여 설정된다. 분사 기간의 존속 기간은 크랭크축의 회전 각도 또는 시간축(time base)에 대해 측정된다. 분사 기간의 존속 기간을 감소시키기 위한 본 제안은 TDC 전의 회전각으로 설정되는 분사의 완료 시기에 근거하며 분사의 존속 기간은 분사 완성시기 전에 측정된 실제 시간에 근거한다.

공지된 바와같이, 노킹 또는 연료의 이상 폭발은 피스톤과 연소실의 벽, 통상 실린더 헤드간의 최소 틈새 영역에서 시작되며, 그와 같은 최소 틈새 영역은 주 연소 영역의 주변 둘레에 배치된다. 본 발명은 설정 완성 시기로부터 분사 기간을 감축함으로서, 분사의 개시와 점화의 개시간의 시간 감축으로 이상 폭발이 발생할 수 있는 고압축의 영역에 대해 연료를 위한 이동 시간이 덜 들게 되어 이상 폭발의 가능성이 감축된다. 연료 공급 수준은 엔진 하중에 의해 결정된대로 정상 수준으로 잔존한다.

본 발명의 한 실시예에서, 예정값 이상의 녹킹 수준의 탐지시에, 분사 시기와 엔진의 다른 작용을 제어하는데 사용된 ECU는 다음 엔진 주기를 위해 0.5밀리초까지 분사 존속 기간을 감축한다. 그러므로 분사는 엔진 주기에서의 동일지점에서 완성될 수 있으나 0.5밀리초의 존속 기간이 짧다. ECU가 수용할 수 없는 수준에서 녹킹의 발생을 지속하여 탐지하면, 분사 존속 기간은 다른 0.5밀리초까지 감축될 것이다. 정상 상황하에서, 총 1밀리초까지 분사 기간의 감축은 제거 또는 적어도 수용가능한 수준으로 녹킹을 감축하기에 충분하다. 그러나 분사 존속 기간에 있어서의 1밀리초 감축후라면 녹킹 수준은 여전히 허용가능 수준 이상이며, 또한 0.5밀리초 감축 또는 가능한 0.25밀리초 감축까지 분사기간의 점진적 감축이 실행된다. 매우 심한 녹킹 조건에 있어서 점화 지연이나 분사 주기 감축과 협력하여 허용가능한 수준으로 노킹이 일어나도록 대안 작용이 취해진다.

분사 기간 존속에 있어서의 각 감축후에 ECU는 노킹의 수준에 대해 ECU가 체크되며, 상술한 바와 같이 그 수준이 여전히 수용가능 수준 이상이면 분사 기간에 더 많은 감축이 취해진다. 그러나 체크의 결과 노킹 수준이 수용 가능한 것을 ECU가 결정하면, 그후 각 조정 단계후에 노킹 수준을 체크하면서 주기당 0.25밀리초의 단계까지 분사 기간을 증가시킨다. 분사 기간의 순차적 증가는 분사 기간이 정상 존속 기간으로 귀환할 때까지 지속된다.

노킹 제어 시이퀀스의 상기예는 5밀리초 존속기간의 정도의 분사 기간을 가지는 엔진에 전형적이나 동일 단계의 시이퀀스는 실질적인 정상 분사 기간에 관계없이 수행된다.

수정 작용이 취해지기 시작하는 노킹의 수준은 엔진에서 엔진까지 변할 것이다. 일정 주파수에서 신호의 진폭 측정으로 선택된 노킹 탐지기의 경우에, 그 측정은 13KHz 주파수에서 폭이 200Hz일 것이다. 탐지기로부터 신호 출력, 즉 전압이 허용가능 녹킹 수준에 대응하는 예정 수준을 초과하면 수정 작용이 개시된다. 다음 측정에 대해 동일 예정된 한계는 대소의 수정이 필요하다면 재차 결정하여 이용된다. 대안적으로 일정 주파수에서 공지된 허용가능 가청 수준에 대해 가청 수준을 측정하는 탐지기같은 등가의 노킹 탐지의 다른 편리한 형태가 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 직접 가스로 운반된 계량된 연료량을 엔진 연소실 안으로 분사하는 단계와, 엔진 주기에 대하여 분사 기간의 종료 시기를 설정함으로서 분사 시기를 제어하는 단계와, 예정 수준 이상의 엔진내의 노킹의 탐지에 따라 분사 존속 기간을 감축하는 단계를 구비하는 노킹을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 분사 기간의 존속은 상기 예정된 수준 이상의 노킹의 최초 탐지시에 미리 조절된 량을 감축하고, 그후 상기 예정된 수준 이상의 노킹의 연속 탐지에 따라 상기 분사 기간도 점진적으로 감축하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 분사 기간은 상기 예정 수준 이상의 노킹의 최초 탐지시에 0.5 내지 0.25밀리초까지 최초로 감축되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 방법.
4. 제1항에 있어서, 연속적인 감축시에 분사 존속 기간의 총 감축은 비 노킹 발생 조건하에서의 분사 존속 기간의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 방법.
5. 제1항에 있어서, 노킹이 상기 예정 수준 이하로 떨어질 때 분사 존속 기간의 단일 감축 또는 연속 감축에 따라서 분사 존속 기간이 정상 존속 기간에 대해 예정 속도로 증가되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 분사 존속 기간의 증가는 단계적인 방법으로 실행되는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 방법.