KR100679475B1

KR100679475B1 - 내연기관의 노킹 억제 방법

Info

Publication number: KR100679475B1
Application number: KR1020017009137A
Authority: KR
Inventors: 프란케슈테펜; 토르노오스카르; 하인슈타인악젤; 크루츠카르스텐; 해밍베르너; 배우어레미하엘
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-10-16
Publication date: 2007-02-07
Also published as: CN1318750C; DE19902209A1; BR9916939A; EP1147309B1; KR20020005576A; WO2000043670A1; EP1147309A1; CN1331782A; US6513495B1; DE59912997D1; RU2230931C2; JP2002535551A

Abstract

본 발명은 내연기관의 노킹을 억제하기 위한 노킹 억제 장치에 관한 것이다. 이 노킹 억제 장치는 내연기관의 각 작동 변수들을 검출하기 위한 검출 장치 및 검출된 작동 변수에 따라서 분사 및 점화를 조절하기 위한 조절값들을 산출하는 제어 유닛을 포함한다. 상기 노킹 억제 장치는 내연기관 내의 동적 상태를 검출하기 위한 동적 상태 검출 장치와 점화 조절값을 보정하기 위한 보정 장치를 포함하며, 상기 보정 장치는 동적 상태 검출 장치에 의해 검출된 동적 상태시 노킹 억제를 위해 점화 조절값이, 소정의 부하 차이(ΔrlPr)에 따르는 동적 리드(lead)(wkrdya) 만큼 뒤로 적응될 수 있고 동적 상태가 종료하면, 제어 유닛에 의해 검출된 조절값으로 단계적으로 다시 올 수 있도록 형성된다.

노킹, 제어 유닛, 동적 상태, 점화 조절값, 부하 차이, 동적 거동

Description

내연기관의 노킹 억제 방법{Method for suppressing engine knocking in an internal combustion engine}

본 발명은 내연기관의 노킹을 억제하기 위한 노킹 억제 방법에 관한 것이다.

본 발명과 본 발명의 기초를 이루는 문제점들이 임의의 내연기관에 적용될 수 있지만 여기서는 차량의 내연기관과 관련하여 설명한다.

독일특허 제 DE 34 204 65 C2 호에는 내연기관의 노킹을 억제하기 위한 노킹 억제 장치가 공지되어 있다. 이 공지된 노킹 억제 장치에서는 내연기관의 작동 파라미터가 검출되며 이 검출된 작동 파라미터를 기초로 제어 유닛에서는, 특히 점화 및 분사와 같은 제어될 과정을 위한 각각의 조절 변수가 검출된다. 따라서, 예를 들어 회전수와 현재 부하를 기초로 최적의 점화 시점이 계산된다.

이외에도 공지된 노킹 억제 장치에는 개별 실린더 내의 연소 소음(combustion noise)을 검출하는 노킹 검출기가 제공된다. 노킹 검출기의 신호는 노킹 신호 평가 회로에 전달되어, 거기서 배경 소음이 필터링된 후에, 기준 레벨과 비교된다. 노킹 연소가 검출되면, 회전수와 부하를 기초로 결정된 실린더 내에서의 점화 시점은 노킹 억제를 위해 지연되고, 그러므로 노킹 한계로부터 멀리 지연된다. 소정의 수의 노킹 없는 연소 후, 변경된 점화 시점은 다시 제어 장치에 의해 결정된 조절 변수에 단계적으로 접근한다. 차가운 상태의 엔진에서는 노킹 연소의 위험이 존재하지 않기 때문에, 보통 노킹 조절은 소정의 엔진 온도에 도달한 후에야 비로소, 즉 내연 기관이 예열된 후에야 액티브 상태로 전환된다. 상기 인에이블 온도 이하에서는 연소실 내의 열적 조건들이 노킹을 허용하지 않기 때문에 노킹이 확실히 발생하지 않는다.

공지된 시스템에서는, 엔진 온도를 결정하기 위해서 냉각수의 온도 또는 연소실로의 가스 유입 온도가 결정된다.

독일특허 공개 제 DE 44 01 828 A1 호에는 계량하고자 하는 연료량을 계산하는 시점에서, 상기 연료량이 분사된 실린더 내의 공기 충전량을 가급적 정확하게 예측할 수 있는 방법이 공지되어 있다.

독일특허 공개 제 DE 44 01 828 A1 호에 따르면, 예상되는 상대적 공기 충전량을 나타내는 미래의 부하 신호가 결정된다. 미래의 부하 신호는 현재 메인 부하 신호, 이 현재 메인 부하 신호보다 선행하는 현재 보조 부하 신호 및 크랭크 각 인터벌로부터 결정된다. 상기 크랭크 각 인터벌은 시간 단위 또는 크랭크 각 단위로 나타낸 연료 예비 컨디셔닝, 연료 분사 지속 시간 및 계산 시간에 따라서 설정될 수 있다. 상기 크랭크 각 인터벌을 포함하는 것은 미래의 부하 신호를 가능한 한 늦은 시점에 결정할 수 있고 이로써 높은 정확도를 얻을 수 있는 장점을 갖는다.

미래의 부하 신호가 저역 필터에 의해서 결정되는 것이 바람직하며, 상기 저역 필터의 필터 상수는 부하에 따라 설정될 수 있다. 필터 상수는 부하가 상승할 때는 제 1 특성 곡선으로부터 판독되며 부하가 감소할 때는 제 2 특성 곡선으로부터 판독된다. 이로 인하여, 특히 공기 충전량을 미리 결정하기 위한 계산 시간을 절약할 수 있다.

상기 보조 부하 신호는 스로틀 밸브의 개방각, 내연기관의 회전수, 및 경우에 따라 바이패스 채널을 통하여 스로틀 밸브로 유동하는 공기량으로부터 결정되며, 흡입된 공기의 온도와 기압 높이에 따라서 보정된다.

또한 스로틀 밸브가 작은 개방각을 갖는 경우, 보조 부하 신호는 공기량 측정기에 의해서 검출된 공기량으로부터 결정될 수도 있으며, 이는 일반적으로 상기 작동 범위에서 더 높은 정확도를 야기한다.

상기 메인 부하 신호는 예를 들어 측정된 흡입관 압력 및 회전수로부터, 공기량 측정기에 의해 측정된 공기량으로부터 또는 보조 부하 신호의 필터링에 의해 결정될 수 있다.

상기 방법은 미래의 부하 신호를 결정할 때 메인 부하 신호에 일치하여 적응된 보조 부하 신호가 사용되기 때문에 비정적(non-stationary) 작동에서 뿐만 아니라 정적 작동에서도 사용될 수 있다. 상기 보조 부하 신호를 적응하기 위하여 필요한 적응값은 메인 부하 신호와, 상기 적응값이 제공되고 필터링된 보조 부하 신호 사이의 편차를 적분함으로써 결정된다. 필터링된 보조 부하 신호는 보정된 보조 부하 신호를 필터링함으로써 발생된다.

상기 공지된 방법에서 미래의 부하 신호는 분사하고자 하는 연료량을 결정하기 위해서만 사용된다.

본 발명에 기초가 되는 문제점은 오토 엔진(otto engine)에서 부하가 동적으로 변화할 때 정적 작동과 비교하여 노킹 경향이 증가한다는 것이며, 보통, 소위 적응성 동적 리드(dynamic lead)를 송출함으로써, 다시 말해서 동적 상태 동안 추가의 점화각 지연 조절량을 송출함으로써 상기 노킹 경향에 대처한다. 상기 추가의 동적 리드는 부하 구배, 즉 부하 변화의 순시적 속도 또는 순시적 증가가 적용 가능한 임계값을 초과할 때 송출된다. 상기 동적 리드는 적용 가능한 시간에 걸쳐서 유지되며, 이후 "0"으로 조절된다.

상술한 공지된 대책은, 부하 구배가 미분값, 즉 순시값으로서 추후의 전체 동적 상태 동안 실질적으로 발생하는 부하 변화에 대한 정보를 포함하지 않는다는 단점을 갖는다. 상기 부하 변화는 추후에 시간에 대한 부하 구배의 적분으로부터 얻어지지만, 동적 리드를 결정하기에는 너무 늦다.

즉, 일반적인 방법에서 동적 리드의 송출은 동적 상태 동안 한 시점에서 부하가 얼마나 신속하게 변하는지에만 의존한다. 그 결과 신속한 작은 부하 변화 시에도, 신속한 큰 부하 변화시와 동일한 동적 리드가 송출된다.

상술한 내용을 도 5에 도시하며, 이 도면에서 t는 시간, tdyst는 동적 상태의 개시 시점, tdyena는 ⓐ경우의 동적 상태 종료 시점, tdyenb는 ⓑ경우의 동적 상태 종료 시점, rl은 공기 충전량 및, drl은 공기 충전량 구배를 나타낸다. ⓐ의 경우에는 신속한 큰 공기 충전량 변화(Δrla)가 주어지며, ⓑ의 경우에는 신속한 작은 공기 충전량 변화(Δrlb)가 주어진다.

그렇지만 노킹 경향에 영향을 미치는 엔진 내부의 열적 변화는 ⓐ의 경우에 있어서 심하게 증가하며, 이에 상응하게 더 큰 동적 리드가 일어나야만 한다. 그러나 이는 동적 상태의 트리거링 시점시에 이미, 예측되는 적분된 부하 변화를 인식할 것을 요구한다. 상기와 같은 정보는 내연기관의 노킹을 억제하기 위한 기존의 노킹 억제 장치에서는 제공되지 않는다.

청구항 제 1 항의 특징을 갖는 본 발명에 따른 장치는 공지된 해결책에 비해, 물리적 기초를 두어 동적 리드를 동적으로 더 정확하게 결정할 수 있고 이로써 동적 상태에서 노킹을 더 양호하게 억제할 수 있는 장점을 갖는다.

제시된 적응(adaption) 알고리즘에 의해 더 정확한 적응값과 이로써 개선된 동적 특성이 얻어진다. 상기 적응값의 타당성(plausibility)이 더 잘 판단될 수 있으므로 적용 방법이 간단해진다.

종래 기술의 개선에 있어서, 동적 리드는 예측된 부하 신호 변화 또는 충전량 신호 변화의 레벨에서 결정된다. 이때 부하 신호와 (공기)충전량 신호는 이들이 간단한 비례 계수를 통해 서로 연결되기 때문에 동일하게 사용된다.

예를 들어 엑셀레이터 페달 위치 및 다른 입력값에 따라 결정된 회전 토오크 요구로부터 설정 부하 또는 설정 충전량이 계산될 수 있다. 스로틀 밸브를 상응하게 배치하고 경우에 따라 터보 과급기(turbo supercharger)를 구동시킴으로써 현재부하를 설정부하에 따라 조정하는 것은 지연되어 이루어진다. 즉, 모멘트 좌표에 의해 요구되는 큰 부하 변화의 시점에서 현재 존재하는 충전량에 따라 즉각적인 변동이 일어난다. 그러나 예측된 부하 차이에 의해 상기 시점에서 이미, 동적 상태에서 현재로 기대되는 부하 변화에 대한 척도가 주어진다.
이는 동적 상태시에, 순시적 부하 구배를 나타내는 신호 대신에, 예측되는 부하 신호와 순시적 부하 신호의 차이가 동적 리드 결정을 위해서 사용되는 것을 의미한다.

동적 리드의 양은 현재 물리적 요구, 즉 부하 변화의 양과 속도에 종래보다 더 양호하게 적응된다. 따라서 부적절하게 큰 동적 리드의 송출 및 이로 인한 효율과 엔진 반응 특성의 저하는 방지된다. 이 경우 기존 엔진 제어 양들이 사용될 수 있다.

이로써, 오늘날 사용되는 노킹 조절의 동적 적응에 의해서는 최적으로 고려될 수 없는 동적 노킹의 실질적인 원인이 제거될 수 있다.

종속 청구항에 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예와 개선예가 제시된다.

바람직한 실시예에 따라 보정 장치는, 동적 리드가 적어도 하나의 검출된 작동 파라미터, 바람직하게는 회전수에 의존하도록 구성된다.

다른 바람직한 실시예에 따라서 상기 보정 장치는, 결정될 점화 시점 보다 앞선 시점에서 부하 신호를 검출함으로써, 결정될 점화 시점 보다 앞서는 늦은 시점에서 미래의 부하 신호를 예측함으로써, 또한 미래의 부하 신호와 상기 부하 신호의 차이를 형성함으로써, 예측된 부하 차이를 결정하도록 구성된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 보정 장치는, 현재 메인 부하 신호, 이 현재 메인 부하 신호에 앞서는 현재 보조 부하 신호, 및 시간 단위 또는 크랭크 각 단위로 나타낸 계산 시간에 따라서 설정될 수 있는 크랭크 각 인터벌로부터 미래의 부하 신호를 예측하도록 구성된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 현재 보조 부하 신호는 스로틀 밸브의 개방각, 내연기관의 회전수, 및 경우에 따라서 상기 스로틀 밸브에 대한 바이패스 채널 및/또는 추가의 바이패스 밸브를 통해 유동하는 공기량으로부터 결정될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 현재 메인 부하 신호는 측정된 흡입관 압력과 회전수로부터, 공기량 측정기에 의해 검출된 공기량으로부터 또는 현재 보조 부하 신호의 필터링에 의해 결정될 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 보정 장치는 캠 샤프트 제어 및/또는 배기 가스 재순환을 고려하면서 미래의 부하 신호가 예측되도록 구성된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 동적 상태 검출 장치는 부하 구배가 소정의 임계값을 초과하다는 사실로부터 상기 장치가 내연기관의 동적 상태를 검출하도록 구성된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 상기 보정 장치는 동적 상태를 검출하는 시점에서 부하 차이를 예측하도록 구성된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 동적 상태 동안 노킹을 감시하며 노킹 감시의 결과에 따라서 동적 리드가 적응될 수 있도록 구성된 노킹 검출 장치가 제공된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따라 보정 장치는 동적 상태 시작시 예측된 부하 차이를 동적 상태의 종료시에 검출된 부하 차이와 비교하여 이 차이가 소정의 값보다 더 작을 때에만 적응이 이뤄지도록 구성된다.

본 발명의 실시예들을 도면에 도시하며 이하에서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 사용될 수 있는 내연기관(100)의 기술적 환경을 도시한 도면.

도 2는 크랭크각(w)에 대한 메인 부하 신호(tL; 파선)와 보조 부하 신호(tL'; 실선)를 도시한 그래프.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 원리적 진행 과정을 도시한 순서도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위하여 공기 충전량과 공기 충전량 구배의 시간에 따른 과정을 개략적으로 도시한 도면으로서, ⓒ의 경우에는 시간 tdyst에서 예측된 부하 변화가 일어나며 ⓓ의 경우에는 시간 tdyst에서 예측된 부하 변화가 일어나지 않는 것을 도시한 개략적 그래프.

도 5는 공기 충전량과 공기 충전량 구배의 시간에 따른 과정을 개략적으로 도시한 도면으로서, ⓐ의 경우에는 매우 큰 신속한 부하 변화가 일어나며, ⓑ의 경우에는 작으면서 마찬가지로 신속한 부하 변화가 일어나는 것을 도시한 개략적 그래프.

각 도면들에서 동일하거나 동일한 기능을 수행하는 부품들에는 동일한 도면부호를 부여한다.

도 1은 본 발명이 사용될 수 있는 내연기관(100)의 기술적 환경을 도시한다.

먼저 내연기관(100)을 제어하기 위해 도시된 부품들이 상세히 설명된다. 상기 내연기관(100)에는 흡입관(102)을 거쳐 공기/연료-혼합기가 공급되며, 배기 가스는 배기 가스 채널(104)로 배출된다. 흡입관(102)에는 흡입된 공기의 유동 방향으로 볼 때, 예를 들어 열선 공기량 측정기와 같은 공기량 측정기 또는 공기 질량 측정기(106), 흡입 공기의 온도를 검출하기 위한 온도 센서(108), 스로틀 밸브(110)의 개방각을 검출하기 위한 센서(111)를 가진 스로틀 밸브(110), 압력 센서(112) 및 하나 이상의 분사 노즐(113)이 부착된다. 일반적으로 공기량 측정기 또는 공기 질량 측정기(106)와 압력 센서(112)는 택일적으로 제공된다.

상기 스로틀 밸브(110) 둘레에는, 공회전 조절기(115)가 배치된 바이패스-채널(114)이 안내된다. 상기 스로틀 밸브(110)를 이용하여 공회전수를 조절할 수 있는 경우에는 상기 바이패스-채널(114)과 공회전 조절기(115)는 생략될 수 있다. 필요한 경우에, 예를 들어 에어컨 시스템이 스위치온될 때 충분한 공회전수를 보장하는 바이패스-밸브들이 추가로 제공될 수도 있다. 상기 배기 가스 채널(104)에는 산소 센서(116)가 설치된다. 내연기관(100)에는 크랭크 각 센서(118)와 내연기관(100)의 온도를 검출하기 위한 센서(119)가 배치된다. 또한, 상기 내연기관(100)은 실린더 내에서 공기/연료-혼합기를 점화시키기 위하여, 예를 들면 4개의 점화 플러그(120)를 포함한다.

상술한 센서들의 출력 신호들은 중앙 제어 장치(122)에 전달된다. 상기 출력신호들은 상세하게는 다음과 같은 신호들이다: 공기량 측정기 또는 공기 질량 측정기(106)의 신호(m), 흡입 공기의 온도를 검출하기 위한 온도 센서(108)의 신호(T), 스로틀 밸브(110)의 개방각을 검출하기 위한 센서(111)의 신호(α), 압력 센서(112)의 신호(p), 산소 센서(116)의 신호(λ), 크랭크 각 센서(118)의 신호(w) 및 내연기관(100)의 온도를 검출하기 위한 센서(119)의 신호(TBKM). 제어 장치(122)는 센서 신호들을 평가하여 1개 또는 다수의 분사 노즐(113)들, 공회전 조절기(115) 및 점화 플러그(120)의 점화 시점을 제어한다.

동적 리드의 계산은 점화 코일의 폐쇄 시점(ts)에 종료되어야 한다. 즉, 충전각 한참 전에 이뤄져야 한다.

그러나 동적 리드를 계산하기 위해서 공기 충전량 변화가 사용되며, 이 공기 충전 변화는 충전각에서 주어진 메인 부하 신호(tL)와 동적 상태의 시작시에 주어진 메인 부하 신호의 차이로 나타난다. 즉, 충전량 차이 또는 부하 차이가 예측될 필요가 있다.

독일특허 공개 제DE 44 01 828 A1 호에 공지된 방법은 충전각에서 주어지는 부하 신호(tL)의 근사적 예측을 가능하게 하는데, 이 부하 신호를 하기에서 미래의 부하 신호(tLPr)라 한다. 이때 특히 미래의 부하 신호(tLPr)의 곡선에 대한, 메인 영향 팩터, 즉 스로틀 밸브(111)의 개방각(α)이 공지되고, 상기 신호(α)는 신호(tL)에 약간 앞선다는 사실이 이용된다. 이와 관련해서는 도 2에 더 자세히 도시된다.

도 2는 크랭크 각(w)에 대한 메인 부하 신호(tL: 파선)와 보조 부하 신호(tL': 실선)를 도시한 그래프이다. 정적 작동 상태시, tL과 tL'의 곡선은 일치한다(왼쪽 또는 완전 오른쪽). 낮은 부하에서 높은 부하로 이행할 때, tL' 곡선이 tL 곡선보다 훨씬 더 빨리 상승하므로 tL' 및 tL의 현재값으로부터 tL에 대한 미래의 값이 예측될 수 있는데, 더 구체적으로 말하면 현재 보조 부하 신호(tL')와 현재 메인 부하 신호(tL)로부터 미래의 부하 신호(tLPr)가 결정될 수 있다.

미래의 부하 신호(tLPr)를 결정하기 위하여, 부하에 따른 필터 상수(wF)를 갖는 1 차의 저역 패스에 의해 설명되는 간단한 흡입관 모델이 기초로서 사용될 수 있다. 현재 크랭크 각(w)에 있어서, 미래의 크랭크각(w+wPr)에서 주어지는 미래의 부하 신호(tLPr)는 제 DE 44 01 828 A1 호에 개시된 이하의 수학식 1에 따라서 예측된다.

[수학식 1]

tLPr = tL(w + wPr) = tL(w) + (tL'(w)-tL(w))(1-exp(-wPr/wF))

여기서 wPr은 예측각인데, 다시 말하면 일반적으로 충전각인 미래의 크랭크각과 순시 크랭크각(w) 사이의 차이이며, 미래의 부하 신호(tLPr)는 상기 미래의 크랭크 각에 대해 예측된다.

상술한 바와 같이, 부하 신호(tL)와 충전 신호(rl) 사이의 변환은 간단하다.

본 발명에 기초가 되며 현재 일반적으로 사용되는 동적 리드(wkrdya)의 적응과 송출에 있어서, 시점(tdyst)에서, 예를 들어 drl ＞ 임계값일 때, 동적 상태의 시작에 의해, 내연기관이 순시적으로 취하는 회전수 범위(stkrnx)가 결정되어 RAM-메모리 형태의 레지스터에 저장된다. 선행하는 동적 상태시에 상기 회전수 범위(stkrnx)에 대하여 적응된 동적 리드(wkrdya)는 RAM-메모리로부터 판독되어 송출된다. 동적 상태 동안, 경우에 따라 일어나는 노킹 발생(event)들은 그 세기와 관련하여 정상 발생과 강한 발생으로 분류된다. 이러한 분류로부터, 시점(tdyen)에서, 예를 들면 drl ＜ 임계값일 때 동적 상태의 종료시, 송출된 동적 리드가 경우에 따라서 보정되어야 하는 값이 결정된다. 즉, 특정의 조건 하에서 새로운 동적 리드가 상기 회전수 범위(wkrdya')에 대해 적응된다. 상기 적응이 이루어질 수 잇는 범위에 대해, 한계가 설정된다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 기본적인 진행 과정을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제 1 실시예에 있어서 상기 적응 범위는 회전수 범위(stkrnx) 형태의 회전수에 추가해서, 시점(tdyst)시 예상되는 예측 부하 차이(ΔrlPr = rlPr - rl)를 통해 유사한 방식으로 부하 차이 범위(stkrdrlx)의 형태로 설정된다.

상기 목적을 위하여, tdyst(단계 400)시 동적 상태의 시작이 종래와 같이 검출됨으로써 현재 회전수(n)로부터 회전수 범위(stkrnx)가 결정되어 저장된다. 추가적으로, 예상되는 부하 차이(ΔrlPr = rlPr - rl)가 형성되어 저장된다(단계 410).

상기 ΔrlPr로부터, 상응하는 특성 곡선을 통해 상응하는 부하 차이 범위(stkrdrlx)가 결정되어 저장된다. stkrnx와 stkrdrlx는 이제 적응 범위를 어드레싱하며, 후속하는 동적 상태를 위한 리드(wkrdya)가 상기 적응 범위로부터 판독된다(단계 420) .

선택적으로 상기 값은 온도에 따르는 팩터로 가중된 다음, 후속 처리를 위해 송출된다.

동적 상태 동안, 발생된 노킹 발생들은 분류되며, 이로써 시점(tdyen)에서 동적 상태의 종료가 검출될 때(단계 430), 송출된 동적 리드가 다음 사이클을 위한 보정된 동적 리드(wkrdya')에 이르기 위해 경우에 따라 보정되어야 하는 값이 결정된다(단계 440). 이로써 순서도의 실행이 종료된다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위하여 공기 충전량 및 공기 충전량 구배 과정을 시간에 따라서 개략적으로 도시한 것으로서, ⓒ의 경우에는 tdyst에서 예측된 부하 변화가 일어나고 ⓓ의 경우에는 tdyst에서 예측된 부하 변화가 일어나지 않는 것을 나타낸 그래프이다.

상기 제 1 실시예에 추가해서, 제 2 실시예에서는 동적 상태 동안 현재로 발생한 공기 충전량 변화(Δrl)가 미리 계산된 공기 충전량 변화(ΔrlPr)와 (적용 가능한) 타당성 한계 내에서 일치하는지가 체크되는 방식으로 보정값의 타당성이 체크된다.

이를 위하여 동적 상태의 시작과 동시에 공기 충전량(rl)은 rldyst로서 RAM-메모리에 저장된다. 마찬가지로, 동적 상태의 종료시에는 다시 공기 충전량(rl)이 rldyen으로서 RAM-메모리에 저장된다. 상기 공기 충전량 변화(Δrl = rldyen -rldyst)이 미리 계산된 공기 충전량 변화(ΔrlPr)로부터 최대 DRLSPE 만큼 하부로 벗어나면, 적응이 허용된다. 즉, 다음 수학식 2 또는 수학식 3일 때에만, 적응값을 새로 계산하기 위해 어큐뮬레이터가 작동된다.

[수학식 2]

DRLSPE + rldyen - rldyst ≥ ΔrlPr 또는

[수학식 3]

rldyen - rldyst ≥ ΔrlPr - DRLSPE

이와 같지 않은 경우, ΔrlPr을 기초로 송출된 동적 리드는 현재로 발생된 공기 충전량 변화(rldyen - rldyst)에 맞지 않기 때문에 적응은 의미가 없다.

또한 동적 상태의 종료 후, 동적 리드의 조절 속도는 바람직하게는 마찬가지로 비교(DRLSPE + rldyen - rldyst ≥ ΔrlPr)에 의존한다. 현재 부하 변화가 적어도 DRLSPE 만큼으로 예측된 것보다 작으면, 조절 속도는 예컨대 2 배로 증가한다. 이와 같지 않은 경우, 정상적으로 설정된 속도로 조절이 실행된다.

본 발명의 다른 제 3 실시예에 있어서, 적응 범위는 예상되는 공기 충전량 차이(ΔrlPr)를 통해서만 부하 차이 범위(stkrdrlx)의 형태로 설정된다(회전수 범위는 통하지 않음). 동적 상태에서의 노킹 경향에 있어서, 상기 값은 결정적이다. 이 값은 최대로 가능한 부하 변화가 회전수에 따른다는 점에서 암시적으로(implicitly) 회전수 의존성을 갖는다. 온도 영향과 관련해서도 다른 회전수 의존성이 나타난다. 따라서 상기 온도에 따르는 가중 팩터는 유입 밸브의 모델링된 온도(evtmod)를 통해서만 적용되는 대신에, 부가적으로 회전수(n)를 통해서 특성 맵(n, evtmod)의 형태로 적용된다. 따라서 현재 회전수 의존성은 물리적으로 적절한 지점에서 검출되어야 한다. 다른 조치들은 제 1 실시예뿐만 아니라 제 2 실시예와 상응한다.

비록 본 발명을 바람직한 실시예를 기초로 설명하였지만, 본 발명은 이 실시예에 국한되는 것은 아니며, 여러 가지 방식으로 변형될 수 있다.
특히 본 발명은 상기의 예시적인 예측 과정에만 제한되지 않는다. 예컨대 점화각 계산의 업데이팅 에러는, 추가로 캠 샤프트 조정과 배기 가스 재순환을 고려하면서 예측된 신호를 사용함으로써 보상될 수 있다.

Claims

동적 작동 상태에 있는 내연기관의 노킹을 억제하기 위한 방법으로서, 내연기관의 적어도 하나의 작동 파라미터가 검출 장치에 의해 검출되며, 점화각은 상기 검출된 하나 이상의 작동 파라미터들에 따라 제어 유닛에 의해 계산되고, 동적 작동 상태시 동적 리드(wkrdya)가 고려되며, 노킹 발생들 세기는 노킹 모니터링 장치에 의해서 검출되고, 내연기관 내의 동적 작동 상태는 동적 상태 검출 장치에 의해 검출되며, 상기 제어 유닛에 의해서 하나 이상의 작동 파라미터들로부터 현재 부하 신호(tL, rl), 미래의 부하 신호(tLPr, rlPr) 및, 상기 현재 부하 신호와 미래의 부하 신호의 부하 차이(ΔrlPr = rl - rlPr)가 계산되고, 상기 동적 리드(wkrdya)는 상기 부하 차이(ΔrlPr)에 따라서 결정되며, 상기 동적 리드(wkrdya)는 상기 제어 유닛에 저장된 특성 맵으로부터 판독되고, 상기 특성 맵에 포함된 값들은 부하 차이 범위(stkrdrlx)에 할당되며, 상기 각각의 동적 리드(wkrdya)는 현재 부하 차이(ΔrlPr)에 상응하는 부하 차이 범위(stkrdrlx)를 갖는 특성 맵 범위로부터 판독되는 내연기관의 노킹 억제 방법에 있어서,

상기 동적 작동 상태의 종료시 특성 맵 내의 각각의 동적 리드 값은 상기 노킹 모니터링 장치에 의해 검출된 노킹 발생의 세기에 적응하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 작동 파라미터들은 회전수(n), 흡입 공기 온도, 스로틀 밸브의 개방각, 흡입관 압력, 흡입 공기의 양 또는 질량, 크랭크각, 및 내연기관의 온도 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 특성 맵에 포함된 동적 리드 값들은 부가적으로 회전수 범위(stkrnx)에 할당되며, 상기 각각의 동적 리드(wkrdya)는 현재 회전수(n)에 상응하는 회전수 범위(stkrnx)를 갖는 특성 맵 범위로부터 판독되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 부하 구배가 소정의 임계값을 초과할 때, 상기 동적 상태 검출 장치는 내연기관의 동적 작동 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미래의 부하 신호(tLPr)는 현재 메인 부하 신호(tL), 현재 보조 부하 신호(tL') 및 크랭크 각 인터벌(wPr)로부터 계산되며, 상기 보조 부하 신호는 상기 현재 메인 부하 신호에 앞서고, 상기 크랭크 각 인터벌은 시간 단위 또는 크랭크각 단위로 표시된 계산 시간(wB)에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 현재 보조 부하 신호(tL')는 스로틀 밸브(110)의 개방각(α), 내연기관의 회전수(n), 스로틀 밸브(110)에 대한 바이패스 채널(114) 및/또는 추가의 바이패스 밸브를 통해 유동하는 공기량(qLL)으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 현재 메인 부하 신호(tL)는 측정된 흡입관 압력(p)과 회전수(n)로부터, 공기량 측정기(106)에 의해 검출된 공기량(m)으로부터 또는 현재 보조 부하 신호(tL')의 필터링에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미래의 부하 신호(tLPr, rlPr)는 캠 샤프트 제어 및/또는 배기 가스 재순환을 고려해서 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하 차이(ΔrlPr)는 동적 작동 상태의 검출 시점에 결정되는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 동적 작동 상태의 시작시에 검출된 부하 차이는 동적 작동 상태 종료시에 검출된 부하 차이와 상기 제어 유닛에 의해 비교되며,

각각 특성 맵 범위에 저장된 동적 리드 값은, 동적 작동 상태의 시작과 종료시의 부하 차이들 간의 차가 소정의 값보다 작을 때에만, 동적 작동 상태의 종료시에 적응하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 노킹 억제 방법.
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