KR100468935B1 - 내연기관제어방법 - Google Patents

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KR100468935B1
KR100468935B1 KR10-1998-0707678A KR19980707678A KR100468935B1 KR 100468935 B1 KR100468935 B1 KR 100468935B1 KR 19980707678 A KR19980707678 A KR 19980707678A KR 100468935 B1 KR100468935 B1 KR 100468935B1
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Abstract

설정점 토크(TQ_REQ)가 토크 인자(TQ_SCA_FAC), 최대 토크(TQ_MAX) 및 최소 토크(TQ_MIN)로부터 결정된다. 토크 인자(TQ_SCA_FAC)는 페달값(PVS)과 회전속도(N)로부터 유도된다. 최대 및 최소 토크(TQ_MAX, TQ_MIN)는 회전속도(N), 손실 토크(TQ_LOSS) 및 실행 변수의 함수로서 결정된다. 손실 토크(TQ_LOSS)는 회전속도(N) 및 실행 변수의 함수로서 결정된다.

Description

내연기관 제어방법 {PROCESS FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 청구범위 제 1항의 전제부에 따른 내연 기관을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
DE 42 32 973 A1호에는 기어 변속 과정 동안에 불꽃 점화 엔진의 토크를 설정하기 위한 방법이 개시되어 있다. 이러한 방법에서는 기어 변속 과정을 시작할 때 내연 기관의 실린더 내의 챠지(charge)가 증가하고, 동시에 토크의 증가없이 점화각이 변경된다. 클러치 상에 부하가 다시 걸리기 시작하는 시간으로부터 출발하면, 점화각은 다시 최적치로 설정되어서 토크가 급속하게 증가된다. 이 결과, 진동없는 변속이 가능해진다. 비변속 모드에 있어서, 주 설정점 엔진 토크는 상기 방법에서 공지되어 있으며, 가속 페달 각은 바퀴에서의 구동 토크에 대한 희망 값으로 해석된다. 이러한 구동 토크를 실제로 달성하기 위하여, 상기 구동 토크는 시스템에 연결되는 조립체의 함수 및 온도에 관하여 극복되어야 하는 종류의 마찰력의 함수로서 보정된다.
이러한 방법은 다른 조립체 또는 마찰력에 의한 엔진의 부하에 의존하는 단점을 갖고 있으며, 상기 희망 토크는 엔진에 의해 항상 제공될 수는 없다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 적용된 내연 기관을 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 방법의 블록 회로도이고,
도 3은 토크 인자를 결정하기 위한 블록 회로도이고,
도 4는 특성도 KF2를 나타내는 도면이고,
도 5는 최소 토크를 결정하기 위한 블록 회로도이고,
도 6은 손실 토크를 결정하기 위한 블록 회로도이고,
도 7은 최대 토크를 결정하기 위한 블록 회로도이고,
도 8은 터보 충전기를 갖춘 내연 기관 내의 최대 공기 매스 유동률을 결정하기 위한 블록 회로도이고, 그리고
도 9는 도 2의 블록 회로도 가운데 보정 블록의 상세도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 흡입 통로 2 : 엔진 블록
3 : 배기가스 통로 4 : 제어 장치
5 : 페달 11 : 온도 센서
12 : 공기 매스 유동률 계량기 13 ; 드로틀 밸브
14 : 드로틀 밸브 액츄에이터 21 : 입구 통로
22 : 실린더 23 : 입구 밸브
24 : 피스톤 25 : 커넥팅 로드
26 : 크랭크축 27 : 회전 속도 센서
28 : 점화장치 28a : 분사장치
29 : 출구 밸브 29a : 오일 온도센서
31 : 람다 센서 32 : 촉매 변환기
51 : 페달값 센서 261 : 클러치
본 발명의 목적은 내연 기관을 안락하고 신뢰성있게 작동시키기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 첨부된 특허청구범위의 제 1 항의 특징부에 따른 발명에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 허용 토크 범위가 최대 및 최소 토크로부터 결정될 수 있는 장점을 갖고 있다. 동시에, 최대 토크, 최소 토크 및 손실 토크의 값이 ABS 시스템 또는 견인 제어기와 같은 다른 개방-루프 또는 폐쇄-루프 제어 장치에 이용할 수 있도록 만들어질 수 있다.
최대 토크 및 최소 토크는 회전 속도, 손실 토크 및 하나 이상의 성능 변수의 함수로서 결정된다. 성능 변수들은 측정 변수가 센서에 의해 직접 측정되든지 또는 실험대에서 결정된 특성도 값 및 다른 측정 변수로부터 결정되든지에 상관없는 회전 속도, 대기온도, 오일 온도 및 대기압과 같은 모든 측정 변수를 의미한다. 또한, 성능 변수들은 공지된 엔진 제어 시스템에 사용되는 제어기의 작동 변수들일 수 있다.
토크 인자는 페달값 및 회전 속도로부터 유도된다. 이러한 토크 인자는 회전 속도에 의존하는 장점을 가지며, 페달값은 토크 인자의 상이한 값들로 할당될 수 있다. 그러므로, 내연 기관이 설치된 자동차가 바람직한 구동 특성을 갖는 것이 보장된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예들이 종속항에 기술된다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도면 전반에 걸쳐 동일한 요소는 동일한 참조부호를 사용한다. 전체 블록 회로도에 있어서, 입력 변수는 합계점(summing points)에서 합해지고 출력 변수는 입력 변수의 합으로 이루어진다. 또한, 전체 블록 회로도에 있어서 모든 입력 변수는 곱지점(multiplier points)에서 곱해지고 각각의 곱지점의 출력 변수는 입력 변수의 결과에 대응한다.
자동차의 내연 기관은 흡입 통로(1, 도 1), 엔진 블록(2), 배기가스 통로(3) 및 본 발명에 따른 방법이 적용된 제어 장치(4)를 포함한다. 흡입 통로(1)는 입구 통로(21)로 연결되고, 실린더(22)로 진입하는 지점에 입구 밸브(23)가 설치되어 있다. 도시의 명확성을 위하여, 하나의 내연 기관의 실린더(22)만을 도시하였다. 실린더(22)는 커넥팅 로드(25)에 의해 크랭크축(26)에 연결되어 있는 피스톤(24)을 갖고 있다. 회전 속도 센서(27)가 엔진 블록(2) 내에 설치되어 있어서, 크랭크축(26)의 회전 속도를 측정한다. 크랭크축은 자동 기어박스의 컨버터(도시 안함) 또는 클러치(도시 안함)가 설치되어 있는 클러치 플랜지(261)를 자유 단부에 갖고 있다. 자유 단부는 클러치 단부로 지시되기도 한다. 아래에서, 용어 "클러치(261)"는 클러치 플랜지(261)와 클러치에 공통으로 사용된다.
또한, 점화장치(28)가 실린더(22) 내에 설치된다. 출구 밸브(29)는 출구 개구부에 설치된다. 또한, 엔진 블록 내의 온도를 측정하는 오일 온도센서(29a)가 엔진 블록 내에 설치된다. 람다 센서(lamda sensor)(31)와 촉매 변환기(32)가 배기가스 통로(3) 내에 설치된다.
온도 센서(11)와 공기 매스 유동률 계량기(12)가 흡입 통로(1) 내에서 드로틀 밸브(13)의 상류에 제공된다. 전기 기계적 액츄에이터(이하, 드로틀 밸브 액츄에이터(14))가 드로틀 밸브(13) 상에서 작용하고 드로틀 밸브의 개방 정도를 결정한다.
페달값 센서(51)가 페달(5)의 페달값을 측정한다. 제어 장치(4)는 액츄에이터에 할당되는 액츄에이터 드라이브들과 센서들에 전기적 및 전도적으로 연결된다. 센서들로는 예를 들어 페달값 센서(51), 온도 센서(11), 공기 매스 유동률 계량기(12), 회전 속도 센서(27), 오일 온도센서(29a) 및 람다 센서(31)가 있다. 그러나, 도 1에 도시되어 있는 이러한 센서들 외의 센서들이 제공될 수도 있다. 예를 들어 흡입 매니폴드 압력센서가 제공될 수 있으며, 이 경우에는 공기 매스 유동률 계량기(12)가 불필요할 수 있다. 또한, 냉각수 온도를 측정하기 위한 온도센서가 제공될 수도 있다. 센서들은 내연 기관의 성능 변수를 측정한다. 센서들이 측정한 신호는 제어 장치(4)를 위한 입력 변수를 구성한다.
액츄에이터 유닛은 각각의 경우에 있어서 액츄에이터 드라이브와 액츄에이터를 포함한다. 액츄에이터 드라이브는 전동 드라이브, 전자 드라이브, 기계 드라이브 또는 당업자에게 공지되어 있는 종류의 드라이브이다. 액츄에이터는 분사장치(28a)로서, 점화장치로서, 두 개의 다른 흡입 매니폴드 길이 사이의 전환 스위치(도시 안함)로서, 또는 엔진 밸브의 행정의 시작 또는 종말 행정 유형을 조정하기 위한 장치(도시 안함)로서 드로틀 밸브(13)로부터 형성된다. 아래에서, 각각의 경우에 도면부호는 관련된 액츄에이터의 견지에서 액츄에이터 유닛을 가리킨다.
제어 장치(4)의 출력 변수는 액츄에이터를 위한 제어 신호에 상응한다. 제공된 입력 변수의 함수로서, 제어 장치(4)는 자체 프로그램에 따라서 액츄에이터를 위한 제어신호를 형성한다.
내연 기관을 제어하기 위한 방법이 도 2의 블록 회로도 내에 도시되어 있다. 토크 인자(TQ_SCA_FAC)는 페달값(PVS), 회전 속도(N) 및 공지된 운행속도 조절기의 작동값(CRU)의 함수로서 블록(B1)에 형성된다. 토크 인자(TQ_SCA_FAC)는 0 및 1 사이의 수치 범위를 갖는 크기가 없는 변수를 구성한다. 최대 토크(TQ_MAX)는 블록(B2)의 출력 변수를 구성한다. 최대 토크(TQ_MAX)는 블록 회로도 내의 모든 다른 변수들처럼 계산식 변수를 구성한다. 최대 토크(TQ_MAX)는 내연 기관에 의해 클러치(261)에서 사용될 수 있는 최대 토크에 상응한다.
블록(B3)의 출력 변수는 내연 기관에 의해 클러치(261)에서 사용될 수 있는 최소 토크(TQ_MIN)이다. 최소 토크(TQ_MIN)가 음의 값을 갖는 경우에는 자동차의 제동에 사용될 수 있다.
최대 토크(TQ_MAX)와 음의 값의 최소 토크(TQ_MIN)는 합지점(S1)의 입력 변수가 된다. 곱지점(M1)의 출력 변수는 최대 및 최소 토크(TQ_MAX, TQ_MIN)간의 차이와 토크 인자(TQ_SCA_FAC)의 결과로부터 만들어진다. 이러한 출력 변수 및 최소 토크(TQ_MIN)는 합지점(S2)에서 더해진다. 따라서, 합지점(S2)의 출력 변수는 설정점 토크(TQ_REQ)를 형성한다.
설정점 토크(TQ_REQ)는 성능 변수 및 손실 토크(TQ_LOSS)의 함수로서 성능 변수 토크(TQI_SP_MAF)가 형성되는 보정 블록(B4) 안으로 입력 변수를 형성한다. 공기 매스 유동률 설정점 값(MAF_SP)이 회전 속도(N) 및 성능 변수 토크(TQI_SP_MAF)의 함수로서 특성도(characteristic diagram)(KF1)로부터 결정된다. 그 다음에, 드로틀 밸브 액츄에이터(14)에 대한 제어 신호(α)가 블록(B5)에서 결정된다.
도 3은 토크 인자(TQ_SCA_FAC)의 결정 방법을 나타내고 있다. 특성도 값(characteristic diagram value)(TQ_SCA)은 페달값(PVS) 및 회전 속도(N)의 함수로서 특성도(KF2)로부터 결정된다. 도 4는 두 개의 회전 속도(N1 및 N2)를 위한 한 예로서, 페달값(PVS)에 대해 작성된 특성도(KF2)로부터 관련 특성 곡선의 형태를 나타내고 있다. 회전 속도(N1)는 저회전 속도를 나타낸다(예를 들어 1500 rpm-1). 그러한 회전 속도에서, 운전자는 가속 페달이 약간만 눌려지더라도, 즉 낮은 페달값일 때라도 가용 토크의 높은 비율이 클러치에서 운전자에게 유용하게 되기를 바란다. 따라서, 회전 속도(N1)를 위한 특성 곡선은 낮은 값의 페달값에서 높은 기울기를 갖기 때문에 최대 페달값(PVS_MAX)에서 점근선적으로(asymptotically) 특성도 값(TQ_SCA)의 값에 접근한다. 비교적 높은 회전 속도(N2)에서(예를 들어 4000 rpm-1), 운전자는 페달값을 갖는 클러치에서 자신에게 유용하게 만들어진 토크의 직선 상승을 기대한다. 이러한 예에 의해 알 수 있는 바와 같이, 특성도 값(TQ_SCA)과 페달값 사이의 상이한 상관 관계는 회전 속도(N)의 함수로서 야기될 수 있다. 또한, 성능 변수의 함수로서 선택되는 다수의 상이한 특성도(KF2)는 제어 장치(4) 내에 저장될 수 있다. 특성도 값(TQ_SCA)과 작동값(CRU)은 블록(B6)에 대한 입력 변수이며, 입력 변수의 최대값의 선택에 의해 토크 인자(TQ_SCA_FAC)의 출력 변수가 결정된다.
도 5는 클러치(261)에서의 최소 토크(TQ_MIN)를 결정하기 위한 블록 회로도를 도시하고 있다. 블록(B31)에서, 출력 변수는 0의 값을 갖는다. 블록(B32)의 출력 변수(TQ_CON)는 자동변속 기어박스 내의 컨버터의 손실 토크를 나타낸다. 수동변속 기어박스를 갖춘 자동차에 있어서는, 블록(B31)의 출력 변수가 합지점(S3 및 S4)으로 항상 제공된다. 자동 기어박스를 갖춘 자동차에 있어서는, 결합된 구동 위치가 없는 경우에 스위치(LV_DRI)가 설정되어, 블록(B31)의 출력 변수 또한 스위치(S3 및 S4)로 제공된다. 구동 위치가 결합된 경우에는, 자동 기어박스의 컨버터의 손실 토크가 고정되어야 한다. 따라서, 스위치(LV_DRI)가 제 2 위치에 있게 되어, 블록(B32)의 출력 변수(TQ_CON)가 합지점(S3 및 S4)으로 제공된다.
블록(B33)의 출력 변수인 손실 토크(TQ_LOSS)는 여과 블록(B34)의 입력 변수를 구성하며, 손실 토크(TQ_LOSS)가 슬라이딩 평균 형성(sliding average formation)을 하게 된다. 여기서, 손실 토크(TQ_LOSS)의 평균값은 각각의 경우에 1 이하의 가중 인자(weighting factor)에 의해 최종 계산 기간으로부터 가중되고, 현행 계산 기간 내의 손실 토크(TQ_LOSS)의 값에 1 마이너스 가중 인자 만큼 가중하여 더한다.
평균 손실 토크는 곱지점(M2)의 입력 변수를 구성하는 출력 변수를 갖는 합지점(S3)에 제공된다. 블록(B35)에 주어진 계산법에 따라, 엔진의 오버런 연료 차단 상태(overrun fuel cut-off conditions) 동안의 설정점 회전 속도(N_PUC)와 설정점 공회전 속도(N_SP_IS)간의 차이의 역수가 가중되는 설정점 공회전 속도(N_SP_IS)에 대한 회전 속도(N)의 편차에 상응하는 가중 인자가 계산된다. 이러한 가중 인자는 블록(B36) 내에서 0 내지 1의 수치 범위 내에 한정되고, 제 2 입력 변수로서 곱지점(M2)에 제공된다. 곱지점(M2)의 음의 값의 출력 변수는 합지점(S4)의 제 2 입력 변수이다. 공전 조절기의 적분 계수(TQ_DIF_IS_I)가 더해지는 합지점(S5)의 출력 변수는 변수(TQ_ST)와 함께, 출력 변수를 입력 변수의 최대값의 선택에 의해 결정하는 블록(B37)의 입력 변수가 된다. 적분 계수(TQ_DIF_IS_I)는 최소 토크(TQ_MIN)의 안정 상태의 정확성을 보장한다.
변수(TQ_ST)는 회전 속도(N)의 함수로서 특성도(KF3)로부터 결정된다. 엔진의 매우 낮은 회전 속도에서, 즉 시동시에 변수(TQ_ST)가 높은 값으로 추정되면, 적절한 토크가 클러치에서 주어지고 엔진의 원심 매스는 회전 속도(N)가 빨리 증가함으로써 가속된다.
최소 토크(TQ_MIN)는 모든 작동 상태에서 오버런 연료 차단 상태와는 별도로, 블록(B37)의 출력 변수의 값에 상응한다. 오버런 연료 차단 상태인 작동 상태에서, 최소 토크(TQ_MIN)는 손실 토크(TQ_LOSS)의 음의 값에 상응한다. 따라서, 전체 손실 토크(TQ_LOSS)는 내연 기관이 오버런 연료 차단 상태인 작동 상태에 있는 동안에 자동차가 언덕을 내려갈 때 이용될 수 있다.
회전 속도가 오버런 연료 차단 상태의 회전 속도(N_PUC)로부터 설정점 공회전 속도(N_SP_IS)로 떨어지면, 최소 토크(TQ_MIN)는 적분 계수(TQ_DIF_IS_I)로 선형으로 감소되고, 자동변속 기어박스의 구동 위치가 결합된 경우에는, 컨버터의 손실 토크(TQ_LOSS)로 떨어진다. 이것은 설정점 공회전 속도(N_SP_IS) 이하의 회전 속도(N)에서 손실 토크(TQ_LOSS)가 자동차의 제동에 사용될 수 없기 때문에 엔진의 작동이 안정적으로 유지되는 것을 보장한다.
내연 기관의 오버런 연료 차단 상태의 회전 속도(N_PUC) 이상에서, 최소 토크(TQ_MIN)는 여과 블록(B34) 내에서 변경 평균 형성이 되는 손실 토크(TQ_LOSS)의 음의 값에 상응한다. 이후에, 최소 토크(TQ_MIN)는 자동차의 감속을 위해 전적으로 이용될 수 있다.
손실 토크(TQ_LOSS, 도 6)는 마찰 및 내연 기관, 온도 보정, 공조기의 압축기와 같은 추가의 부하, 및 시간-의존 온도 계수의 펌핑 손실을 계산한다. 마찰 및 펌핑 손실은 특성도(KF4)에서 회전 속도(N)와 측정된 공기 매스 유동률(MAF)의 함수로서 결정되고, 합지점(S7)의 입력 변수가 된다. 온도 보정은 냉각수 온도(TCO) 및/또는 오일 온도(TOIL)로부터 바람직하게 유도되는 엔진 온도의 함수로서 특성도(KF5)로부터 결정되고, 합지점(S7)의 제 2 입력 변수가 된다. 추가 부하는 회전 속도(N)와 추가 부하값(ACC_LOAD)의 함수로서 특성도(KF6)로부터 결정되고, 제 3 입력 변수로서 합지점(S7)에 제공된다. 시간-의존 온도 계수는 특성도(KF7)에 저장된다. 이러한 온도 계수는 오일이 우선적으로 순환되어야 하고, 압력이 내연 기관의 윤활 지점에서 생성되어야 하고, 오일은 시작시 높은 점성을 유지하여야 한다는 사실에 기인하는 내연 기관의 시동 및 가온 단계에서의 손실 토크(TQ_LOSS)의 비율을 나타난다.
또한, 바람직하게는 시동 엔진 온도가 내연 기관의 시동 작동 상태에서 측정되고, 시동 엔진 온도에 따른 손실 토크(TQ_LOSS)를 위한 보정값 및 시간이 결정된다.
또한, 손실 토크가 결정되면, 자동차의 전압을 거의 일정하게 유지하도록 자동차의 발전기에 요구되는 토크 비율도 계산된다. 또한, 청구범위 제 1 항에 독립적으로 손실 토크의 결정을 이용하여 적용할 수도 있음은 자명하다.
클러치(261)에서의 최대 토크(TQ_MAX)는 도 7에 도시되어 있는 방법으로 결정된다. 참조 온도(예를 들어 293 K) 및 참조 압력(예를 들어 1013 mbar)에서의 최대 공기 유량의 값(MAF_MAX)은 회전 속도의 함수로서 특성도(KF9)로부터 판독된다. 최대 공기 유량값(MAF_MAX)은 회전 속도에 영향을 받는데, 그 이유는 흡입 통로 내의 소정의 회전 속도에서 보다 나은 실린더의 충전이 공명 효과의 결과로서 보장되고, 낮은 회전 속도에서는 실린더의 충전이 엔진 밸브의 밸브 중첩의 결과로서 실행되기 때문이다. 최대 공기 유량값(MAF_MAX)은 대기온도(TIA), 대기압력(AMP) 및 상수(C1)(예를 들어 293/1013)의 함수로서 블록(B21)에서 보정된다. 터보충전기가 없는 내연 기관에서는, 이러한 보정값(MAF_MAX_COR)이 특성도(KF10)를 위한 입력 변수를 구성한다. 특성도(KF10)를 위한 다른 입력 변수는 회전 속도(N)이다. 터보충전기를 갖춘 내연 기관에서, 보정값(MAF_MAX_COR)은 회전 속도(N)와 함께 특성도(KF10)를 위한 입력 변수를 구성한다. 특성도(KF10)의 값은 참조 람다값(LAM_REF, 예를 들어 0.9) 및 참조 점화각(IGA_REF)에서 색인 최대 토크(TQI_MAX)의 값에 상응한다. 색인 최대 토크(TQI_MAX)는 이러한 관계에 있어서 어떠한 손실의 계산없이 실린더 내의 연소의 결과로서 순수하게 생성된 토크가 되는 것으로 이해된다. 색인 최대 토크(TQI_MAX)는 현재 람다값 및 점화각 값을 계산하는 보정 인수(1-TQR_FL)로 블록(B22)에서 보정된다. 손실 토크(TQ_LOSS)의 값은 합지점(S8)에서 보정된 색인 최대 토크(TQI_MAX)로부터 공제된다. 합지점(S8)의 출력 변수는 최대 토크(TQ_MAX)에 상응한다.
터보 충전기를 갖춘 내연 기관에서, 최대 공기 매스 유동률의 값(MAF_MAX_TURBO)는 도 8에 도시된 방법으로 결정된다. 터보 충전기의 기계적 보호(회전 속도 제한, 펌핑 제한)를 위한 실린더 내의 최대 공기 매스 유동률(MAF_TURBO_LIM)은 특성도(KF10a)가 안정 상태 측정에 의해 기록되는 동안에 참조 압력(예를 들어 1013 mbar) 및 참조 온도(예를 들어 293 K)를 위한 잔여가스 부분 압력(P_PESID) 및 회전 속도(N)의 함수로서 특성도(KF10a)로부터 결정된다. 상기 값은 블록(B251) 내의 대기압(AMP) 및 대기 온도(TIA)에 적합하다.
온도 보호를 위한 최대 공기 매스 유동률(MAF_TEMP_LIM)은 다음에 의해 계산된다. 요소의 허용 가능한 온도가 기준 점화각(IGA_REP)에서 초과하지 않는 값은 완전 부하에서의 람다값에 상응하는 완전-부하 초과 공기 인자(LAMB_COR_LIM)의 함수와 회전 속도(N)의 함수로서 특성도(KF11)로부터 결정된다. 상기 값은 곱지점(M4)을 위한 입력 변수를 구성하고, 출력 변수는 온도 보호를 위한 최대 공기 매스 유동률(MAF_TEMP_LIM)이다. 곱지점을 위한 다른 입력 변수는 특성도(KF12)의 출력 변수이며 기준 점화각(IGA_REP)과 완전 부하에서의 점화각(IGA_FL)의 차이에 의해 구성된다.
최대 공기 매스 유동률(MAF_TEMP_LIM)이 온도 보호를 위한 짧은 시간 동안 초과되는 것을 허용하기 위하여, 블록(B261)의 출력 변수인 다른 인자가 곱지점(M4)에 더해진다. 페달값(PVS)의 기울기(PVS_GRD)의 함수에 의해, 블록(B261)의 출력 변수는 약간의 기간 동안 1의 값 이상으로 상당히 증가한다. 그 결과, 실린더(22)로 흐르는 매우 높은 공기 매스 유동률은 터보 충전기 및/또는 내연 기관에 열손상을 일으키지 않고 짧은 시간 동안에 가능해진다. 이것은 자동차의 추월에 있어서 특히 유리하다.
블록(B27)에서, 입력 변수(MAF_TEMP_LIM)와 입력 변수(MAF_MAX_TURBO)간의 최소값 선택이 이루어진다. 이후, 블록(B27)의 출력 변수는 터보 충전기를 갖춘 내연 기관 내의 최대 공기 매스 유동률(MAF_MAX_TURBO)의 값을 구성한다.
도 9의 블록 회로도는 어떻게 공기 매스 유동률 설정점 값이 설정점 토크(TQ_REQ)로부터 결정될 수 있는가를 도시하고 있다. 이러한 방법이 청구범위 제 1 항에 독립적으로 사용되어 적용될 수 있음은 당업자에게 명백하다.
설정점 토크(TQ_REQ) 및 손실 토크(TQ_LOSS)는 색인 토크(TQI)인 출력 변수를 갖는 합지점(S10)의 입력 변수이다. 보정 블록(B4)에서, 색인 토크(TQI)는 성능 변수의 함수로서 보정된다. 따라서, 블록(B41)에서 모든 입력 변수 중의 최대 값을 선택한다. 입력 변수는 유도 작용 토크를 위한 값인데, 즉 색인 토크(TQI)에 비해 실린더(22) 내의 충전의 한정된 증가가 색인 토크(TQI)의 함수로서 실행된다. 이러한 유도 작용 토크들로는 예를 들어, 유도 작용 토크(TQI_IS)가 공전 조절기의 사전제어(pre-control) 변수의 함수로서 결정되는 블록(B42)의 출력 변수와, 유도 작용 토크(TQI_CH)가 촉매 변환기의 가열의 함수로서 결정되는 블록(B43)의 출력 변수와, 유도 작용 토크(TQI_TRA)가 자동차의 진동을 제한하기 위해 결정되는 블록(B44)의 출력 변수와, 연료 탱크의 배출을 위한 유도 작용 토크(TQI_CP)의 값이 결정되는 블록(B45)의 출력 변수가 있다.
이러한 유도 작용 토크의 장점을 자동차 내의 진동의 감폭과 관련하여 보다 상세하게 설명한다. 유도 작용 토크(TQI_TRA)의 경우에, 실린더(22) 내의 충전은 상응하도록 증가되고, 동시에 점화각이 지연되는 방향으로 조절되어, 클러치에서의 토크는 색인 토크(TQI)와 거의 일치하게 된다. 다른 성능 변수(예를 들어 회전 속도(N)의 기울기)의 함수로서, 양과 음 방향에서의 토크의 조절이 실시간의 점화각에 간섭함으로써 회전 속도(N)의 기울기에 반대로 실행되어서 진동이 감폭된다.
블록(B41)의 출력변수는 입력 변수의 최소값을 선택하는 블록(B46)의 입력 변수가 된다. 이러한 최소값 선택에 의해, 블록(B46)의 출력 변수는 내연 기관의 작동 상태의 함수로서 임의의 안전-특정값을 초과하지 않는 것을 보장한다. 값(TQI_ASC_S)은 견인 제어기에 의해 색인 토크(TQI)의 제한치에 상응한다. 값(TQI_NMAX)은 회전 속도 제한치에 상응하고, 입력 변수(TQI_VEL_MAX_S)는 속도 제한치에 상응하고, 입력 변수의 값(TQI_P_MAX)은 동력 제한치에 상응하고, 그리고 값(TQI_CAT_P)은 촉매 변환기의 보호치에 상응한다.
블록(B48)을 위한 입력 변수(TQI_FAST)는 지체되는 방향으로 점화각을 조절함으로써 최소값에서 설정되어야 하는 색인 토크에 상응한다. 따라서, 예를 들어 기어박스 간섭의 경우에는 신속한 조정이 필요하다. 이를 위하여, 블록(B48)에서 기본 참조 점화각 인자(TQR_IGAB_COR) 및 점화각 토크 감소 인자(TQR_IGA_MAX)의 함수로서 결정되는 최대 허용 토크가 상기 블록에 명기된 계산법에 따라 얻어진다. 최대 허용 토크 및 색인 토크(TQI)는 입력 변수의 최대값 선택에 의해 결정되는 출력 변수를 갖는 블록(B47)을 위한 입력 변수이고, 상기 출력 변수는 결국 블록(B46)을 위한 입력 변수를 구성한다.
공지된 엔진 토크 제어기에 의해 결정되는 작동 변수를 구성하는, 값(TQI_MSR) 및 블록(B46)의 출력 변수인, 블록(B49)의 입력 변수 중의 최대 값을 선택함으로써, 블록(B49)의 출력 변수가 최소값 아래로 내려가지 않는 것이 보장된다. 블록(B49)의 출력 변수는 합지점(S11)의 입력 변수이고, 여기서 공전 조절기의 작동 변수(TQ_DIF_IS_P,D)의 P요소와 D요소가 첨가된다.
상기 합지점(S11)의 출력값은 기본 기준 점화각 인자(TQR_IGAB_COR) 및 기본 기준 람다 인자(TQR_LAMB_COR)의 함수로서 블록(B50) 내에서 보정되어 블록(B41)에 입력 변수로서 제공된다. 블록(B51)의 제 2 입력 변수는 회전 속도(N) 및 냉각수 온도(TCO)의 함수로서 특성도(KF13)로부터 결정되는 값(TQI_MIN)이다. 이러한 값은 내연 기관이 엔진을 안정된 방법으로 운행할 수 없게 되는 자체 작동 제한치의 아래로 떨어지는 것을 방지한다. 블록(B51)의 출력값은 상응하는 공기 매스 유동률 설정점값(MAF_SP)을 결정하는 특성도(KF1)의 입력값이다.

Claims (10)

  1. 내연 기관을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 내연 기관은 페달값(PVS)을 감지하는 페달값 센서(51)와, 회전 속도(N)를 감지하는 회전 속도 센서(27)와, 그리고 상기 내연 기관의 성능 변수들을 감지하는 수단을 갖고 있으며, 크랭크축(26)의 클러치 단부에 대한 설정점 토크(TQ_REQ)가 결정되고, 상기 설정점 토크(TQ_REQ)로부터 상기 내연 기관의 액츄에이터를 위한 작동 신호가 유도되는 방법에 있어서,
    토크 인자(TQ_SCA_FAC), 상기 크랭크축(26)의 클러치 단부에서의 최대 토크(TQ_MAX) 및 상기 크랭크축(26)의 클러치 단부에서의 최소 토크(TQ_MIN)로부터 상기 설정점 토크(TQ_REQ)를 결정하는 단계와,
    상기 페달값(PVS) 및 상기 회전 속도(N)로부터 상기 토크 인자(TQ_SCA_FAC)를 유도하는 단계와,
    상기 회전 속도(N), 손실 토크(TQ_LOSS) 및 하나 이상의 성능 변수의 함수로서 상기 최대 토크(TQ_MAX) 및 상기 최소 토크(TQ_MIN)를 결정하는 단계와, 그리고
    상기 회전 속도(N) 및 상기 하나 이상의 성능 변수의 함수로서 상기 손실 토크(TQ_LOSS)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    색인 최대 토크(TQI_MAX) 및 상기 손실 토크(TQ_LOSS)간의 차이로부터 상기 최대 토크(TQ_MAX)를 결정하는 단계와, 그리고
    상기 회전 속도(N), 대기압(AMP) 및 대기 온도(TIA)의 함수로서 상기 색인 최대 토크(TQI_MAX)를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 내연 기관의 작동 상태의 함수로서 상기 최소 토크(TQ_MIN)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    오버런 연료 차단 작동 상태에서의 상기 최소 토크(TQ_MIN)에 음의 값의 상기 손실 토크(TQ_LOSS)를 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    설정점 공회전 속도(N_SP_IS)로부터 상기 회전 속도(N)의 편차의 함수로서 오버런 연료 차단 작동 상태 이외에서의 상기 최소 토크(TQ_MIN)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    운행 속도 조절기의 작동값(CRU) 및 특성도 값(TQ_SCA) 중 최대 선택값으로부터 상기 토크 인자(TQ_SCA_FAC)를 생성시키는 단계와, 그리고
    상기 회전 속도(N) 및 상기 페달값(PVS)의 함수로서 상기 특성도 값(TQ_SCA)을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    엔진 온도를 측정하고 상기 엔진 온도의 함수로서 상기 손실 토크(TQ_LOSS)를 결정하는 단계와,
    시동 엔진 온도를 측정하는 단계와,
    상기 시동 엔진 온도 및 시간에 따라 상기 손실 토크(TQ_LOSS)에 대한 보정값을 결정하는 단계와, 그리고
    상기 보정값에 의해 상기 손실 토크(TQ_LOSS)를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 엔진의 냉각수 온도(TCO) 및 오일 온도(TOIL) 또는 이들 중 어느 하나를 측정하는 단계와, 그리고
    상기 냉각수 온도(TCO) 및 상기 오일 온도(TOIL) 또는 이들 중 어느 하나로부터 상기 엔진 온도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    펌핑 손실값과 마찰 손실값, 보충 부하값 및 시간 보정값으로부터 상기 손실 토크(TQ_LOSS)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 손실 토크(TQ_LOSS) 및 상기 설정점 토크(TQ_REQ)로부터 색인 토크(TQI)를 형성하는 단계와, 그리고
    상기 색인 토크(TQI) 및 성능 변수들의 함수로서 성능 변수 토크(TQI_SP_MAF)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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