KR100564069B1 - 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노킹 제어(KR)를 포함하는 내연기관용 점화 장치내에서 점화점을 결정하는 방법에 관한 것으로서, 기본 점화점(ZWGRU)은 저장된 특성 맵(ZWGRU = f(KF))을 이용해서, 측정된 작동 변수에 따라서 결정된다. 노킹 제어는 노킹(KL) 발생후에, 기본 점화점 보다 지연된 노킹 제어 점화점(ZW(KR))을 결정하며, 노킹이 없는 연소인 경우에 노킹 제어 점화점(ZW(KR))은 단계적으로 이른 방향으로 변화된다. 또한 작동 변수 및/또는 운전자의 요구사항에 따라 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)을 결정하는 토크 인터페이스(Md)가 포함되며, 노킹 제어 점화점(ZW(KR))은, 제어장치에 의해 발생된 가장 이른 점화점이다.
노킹 제어 점화점, 토크 최적화된 점화점, 토크 인터페이스, 기본 점화점, 노킹 제어, 작동 변수

Description

내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법{Method for determining the advance ignition angle in internal combustion engine ignition systems}
본 발명은 내연기관에서 주기적으로 반복되는 과정의 제어 변수를 결정하는 방법에 관한 것이다.
보쉬의 기술정보지인, 조합된 점화 및 가솔린 분사 시스템 모트로닉(1987722011, KH/VDT-09.85-DE)에는 점화 제어 변수를 결정하기 위한 방법을 포함하는 제어장치가 공지되어 있다. 이 공보에서 제어장치는 두가지 점화과정 사이에서 부하 및 회전수, 온도, 스로틀 밸브 위치 정보로부터, 폐쇄각, 점화점, 점화시점과 같은 제어 변수를 결정한다. 이 공보에서 제어 변수는 저장된 특성 맵에 의해 결정되며, 점화점의 결정을 위한 특성 맵은 엔진 테스트 스텐드에서의 실험을 통하여 결정된다. 차량에서 이 특성 맵은, 연료소비, 배기 및 주행 특성과 같은 설정가능한 기준에 따라 최적화된 후 저장된다. 점화점은 실제 작동 변수에 따라서, 특성 맵으로부터 얻어져서 상이한 작동 조건에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어 공회전시, 점화는 바람직한 배기가스값, 완전히 원활한 주행, 낮은 소비로 조정될 수 있는 반면에, 부분 부하 범위에서는 주행 특성과 연료소비가 우선시된다. 점화점이 개별적으로 엔진의 각각의 작동상태에 따라 조정됨으로써, 엔진의 특정 요구조건을 고도로 고려할 수 있다. 토크 인터페이스의 제공에 의해 점화점을 내연기관의 토크에 대한 구체적인 요구사항에 따라 특수하게 조정할 수 있다. 또한 점화 제어시, 노킹 제어가 통합되는 것으로 알려져 있으며, 이 제어는 노킹의 발생 후에 점화점을 지연 방향으로 조정하며, 이후에 노킹이 더이상 발생하지 않으면 단계적으로 특성 맵 점화점으로 되돌린다. 이로써 내연기관의 노킹 작동이 방지되며, 결과적으로 내연기관의 수명이 실질적으로 증가된다.
내연기관의 점화 장치에서 본 발명에 따른 점화점 결정 방법은, 점화점 결정시 설정 토크에 대한 점화점 최적화의 장점이 노킹 제어와 조합될 수 있다는 장점을 갖는다. 여기서 노킹 제어의 점화 시기 진각과 적응(adaptation)은, 토크 인터페이스에 의해 점화점이 감소할 때 중단되는데, 그 이유는 이 경우 출력된 점화점이 노킹 제어에 의해서가 아니라 토크 인터페이스에 의해서 결정되기 때문이다. 토크 인터페이스에 의해 출력된 점화점이 노킹 제어의 점화점보다 지연되기 때문에, 이 경우 노킹 제어의 점화 시기 진각이 중단되는 것이 바람직하다. 이로써 노킹 제어와 점화점의 토크 최적화의 통합시 내연기관의 가능한 노킹이 없는 작동이 보장된다.
종속항에 기재된 조치를 통하여 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시와 개선이 이루어진다.
그리하여 가장 지연된 허용 점화점은 바람직하게는 작동 변수에 따라서 특성 맵로부터 얻어진다. 이때 가장 지연된 점화점은 특성 맵에서 응용에 따라 결정되거나 시스템에 따라 결정된다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되며 이하의 설명에서 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 각각의 단계를 프로그램 흐름도로 도시한 도면.
도 2는 상이한 점화점의 관계를 나타낸 점화점-시간 다이어그램.
도 1은 본 발명에 따른 토크 최적화된 노킹 제어의 개별 프로세스 단계를 도시한 도면이며, 상기 노킹 제어는 실린더 마다 실시되며, 제 1 프로세스 단계(10)에서 기본 점화점(ZWGRU)은 회전수(n), 온도(T), 압력(p)과 같은 작동 변수에 따라 저장된 특성 맵(KF)에 의해 결정됨으로써, 기본 점화점(ZWGRU)은 특성 맵(KF)의 함수이다. 노킹 제어(KR)를 나타내는 작동 단계(11)에서, 노킹(KL)이 검출되면, 연소 개시 후에 보정값(ΔZW-KR)이 결정되며, 그후 이 보정 값은 작동 단계(12)에서 기본 점화점(ZWGRU)에 합산되며, 이로써 노킹 제어 점화점(ZW(KR)=ZWGRU+ΔZW-KR)이 산출된다. 노킹 제어에서 기본 점화점의 가산에 의한 보정에 의해, 점화점이 지연되어서 노킹 한계로부터 멀리 떨어지게 된다.
이 노킹 제어 점화점(ZW(KR))은 한편으로는 토크 인터페이스(MD)를 거쳐 제한 단계(13)에 안내되며, 다른 한편으로는 직접 제한 단계(13)에 안내된다. 토크 인터페이스는 노킹이 발생되는지의 여부에 상관없이 그리고 실제 작동 조건과 운전자의 요구사항, 예를 들어 최대 부하를 기초로 하지 않으면서 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)을 결정하는 분기이다. 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)은 노킹 제어 점화점(ZW(KR))으로부터 나온 점화점과 같이 제한 단계(13)에 안내된다. 이 제한 단계(13)는 바로 다음 연소용 점화점을 허용된 폭으로 제한하며, 제한 단계(13)에는 또한 작동 단계(14)에서 결정된 가장 지연된 허용 점화점(ZWspae)이 안내된다. 이 가장 지연된 허용 점화점(ZWspae)은 여기서 예를 들어 설정가능한 배기 가스 온도 한계로부터 얻어진다. 또한, 이 가장 지연된 허용 점화점(ZWspae)은 추가의 특성 맵으로부터 실제 작동 변수에 의해 얻어진다. 가장 이른 허용 점화점은 토크 인터페이스에 의해 결정된 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이다. 이로써 제한 단계(13)에서 가장 이른 허용 점화점과 가장 지연된 허용 점화점이 이용됨으로써, 출력될 점화점은 상기 폭 내에 있게 된다.
다음으로, 작동 단계(15)에서는 상기와 같이 결정된 점화점이 출력되며, 이어서 질문 단계(16)에서 연소 개시 동안 노킹(KL)이 발생되는지의 여부가 체크된다. 노킹이 발생된 경우 "예"-출력이 작동 단계(27)에 안내되고, 상기 작동 단계는 점화점의 지연의 필요성을 노킹 제어(11)에 전달한다. 상술한 바와 같이, 상기 노킹 제어는 이 실린더내에서 바로 다음 연소용으로 상응하는 보정값을 결정한다. 노킹이 발생되지 않으면, 질문 단계(16)의 "아니오"-출력이 질문 단계(17)에 안내된다. 질문 단계(17)에서 토크 최적화된 점화점이 노킹 제어 점화점(ZW(KR)) 보다 지연되는지의 여부가 체크된다. 이 경우에, 즉 토크 인터페이스(MD)가 토크를 감소시키고 토크 최적화된 점화점을 노킹 제어가 요구하는 것 보다 지연 조정한 경우에, 질문 단계(17)의 "예"-출력이 작동 단계(18)에 안내되며, 상기 작동 단계는 보정값(ΔZW-KR)의 단계적인 감소를 통하여 형성되는 노킹 제어 점화점(ZW(KR))의 점화 진각을 중단시킨다. 이것은 순시 보정값(ΔZW-KR)이 유지되는 것을 의미하며, 동시에 적응의 점화 진각의 중단에 상응한다. 질문 단계(17)에서 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 노킹 제어 점화점(ZW(KR)) 보다 더 이른 것으로 검출되면, 그후 질문 단계(17)의 "아니오"-출력이 작동 단계(19)에 안내되며, 특성 맵 점화점 방향으로 노킹 제어 점화점의 단계적인 복귀가 허용된다.
도 2에는 시간에 따른 상이한 점화점이 도시된다. 시점(t0)에서 기본 점화점(ZWGRU)과 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 제어장치에서 결정된다. 시점(t0)에서 노킹(KL)이 발생되지 않았기 때문에, 기본 점화점이 노킹 제어의 보정값만큼 보정되지 않는다. 달리 표현하면, ΔZW-KR=0이다. 토크 최적화된 점화점이 가장 이른 및 가장 지연된 허용 점화점의 제한된 폭내에 있어야 한다는 요구에 따라, 시간 주기(t0 --> t1)에서 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 점화점으로서 상응하는 실린더에 출력된다. 시점(t1)에서 노킹(KL)이 실린더내에서 발생하며, 이때문에 기본 점화점은 노킹 조절에 따른 보정값(ΔZW-KR)만큼 가산적으로 보정된다. 상기와 같이 결정된 노킹 제어 점화점(ZW(KR))이 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)보다 더 늦기 때문에, 시점(t1)으로부터 먼저 이 노킹 제어 점화점이 출력된다. 상기와 같은 점화점의 지연 이후에, 점화점은 설정가능한 수의 노킹 없는 연소 이후에 시점(t2)에서 단계적으로 다시 기본 점화점쪽으로 이른 방향으로 변화된다. 이것은 노킹에 따라 결정된 보정값(ΔZW-KR)이 단계적으로 감소됨으로써 이루어진다. 시점(t3)에서 노킹 제어 점화점(ZW(KR))이 상사점(OT)을 고려하여 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)보다 더 앞에 놓이기 때문에, 시점(t3)으로부터 다시 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 출력된다. 노킹 제어 점화점의 점화 진각이 중단되며, 다시 말해서 보정값(ΔZW-KR)은 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 노킹 제어 점화점보다 더 늦을 때까지 더 감소되지 않는다. 시점(t4)에서 예를 들어 내연기관에 대한 요구 조건의 변화가 발생되면, 그리고 이전의 토크 최적화된 점화점(ΔZW-KR)에 비교해볼 때 더 앞서며 또한 노킹 제어 점화점(ZW(KR))보다 앞서는, 새로운 토크 최적화된 점화점(ΔZW-KR)이 결정되면, 이 노킹 제어 점화점(ZW(KR))이 출력되며 동시에 점화 진각이 진행된다. 시점(t5)에서 토크 최적화된 점화점과 노킹 제어 점화점의 관계가 다시 전환됨으로써, 점화 진각이 다시 중단되고 토크 최적화된 점화점이 출력된다.
토크 인터페이스의 출력된 점화점이 노킹 제어 점화점(ZW(KR)) 보다 더 늦거나 이른지를 평가함으로써, 발생된 노킹이 노킹 제어에도 불구하고 발생되는지 또는 토크 최적화에 의해 발생되는지가 정확하게 판단된다. 이로써 토크 특성의 보다 양호한 조정과 동시에, 내연기관의 노킹 방지가 가능하다.
근본적으로는, 노킹 제어 점화점이 출력되고, 토크 최적화된 점화점이 노킹 제어 경로에서 결정된 점화점보다 늦을 때에만 이 토크 최적화된 점화점이 출력된다.
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Claims (6)

  1. 노킹 제어(KR)를 포함하는 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법으로서,
    기본 점화점(ZWGRU)은 저장된 특성 맵(ZWGRU = f(KF))을 이용해서, 측정된 작동 변수에 따라서 결정되며,
    상기 노킹 제어(KR)는 노킹(KL)이 발생된 후에, 상기 기본 점화점(ZWGRU)보다 지연된 노킹 제어 점화점(ZW(KR))을 결정하고,
    노킹이 없는 연소의 경우에, 상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))은, 작동 변수 및/또는 운전자의 요구사항에 따라 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)을 결정하는, 통합된 토크 인터페이스(MD)를 통하여 단계적으로 다시 이른 방향으로 변화되며,
    상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))은 제어장치에 의해 출력되는, 가장 이른 허용 점화점이고,
    상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))의 점화 진각은, 상기 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))보다 지연될 경우, 노킹이 없는 연소후에 중단되는 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))보다 지연될 경우, 상기 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 출력되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))은 상기 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)과 비교되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))을 형성하기 위해서 노킹 연소후 상기 기본 점화점(ZWGRU)의 지연 조정을 위해 상기 노킹 제어에 의해 결정된 보정값(ΔZW-KR)이 상기 기본 점화점(ZWGRU)에 합산되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))의 점화 진각을 위해서 상기 보정값(ΔZW-KR)이 단계적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 점화 진각을 중단하기 위해서, 상기 토크 최적화된 점화점(ZW-Md)이 상기 노킹 제어 점화점(ZW(KR))보다 늦는 동안은 상기 보정값(ΔZW-KR)이 유지되는 것을 특징으로 하는 내연기관용 점화 장치의 점화점 결정 방법.
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