KR101173711B1 - 내연기관 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

내연기관은 연소 챔버를 가지며, 각각이 상기 연소 챔버내에서 공기와 연료의 혼합물을 점화시키도록 설계된 스파크 플러그(35)와 결합되는 복수의 실린더(Z1 내지 Z4)를 포함하고, 상이한 실린더(Z1 내지 Z4)의 연소 챔버에 대해 급기를 조정하기 위한 두 개 이상의 조정장치를 포함한다. 내연기관을 제어하기 위해, 작동 사이클마다 동일한 공기 질량이 각각 공급되는 상기 실린더(Z1 내지 Z4)들의 둘 이상의 그룹들 중 각각에 대해 동일한 손실 토크가 소정의 각각의 작동 사이클동안 각각 개별적인 점화 각도가 결정된다. 소정의 손실 토크는 각 실린더 그룹의 각 실린더의 작동 사이클 중에 흡입 사이클 내에 있는 각각의 실린더(Z1 내지 Z4)와 관련되는 손실 토크이다. 각 그룹에 대한 개별적인 점화 각도는 각 그룹에 대한 소정의 손실 토크에 따라 결정된다.

Description

내연기관 제어 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연기관을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
내연기관의 성능 및 효율에 대한 요구는 점점 증가하고 있다. 동시에, 엄격한 법률 규제 때문에 매연배출은 또한 낮아야 한다. 이러한 요구는 내연기관에 가스 교환 밸브(gas-changing valves) 및 상기 밸브용 대응 액츄에이터가 설치되는 경우에 쉽게 충족될 수 있으며, 이때 밸브 리프트(valve lift) 특성은 내연기관의 작용점에 따라 변화한다. 이러한 수단에 의해, 흡입시 스로틀 손실(throttle losses)이 감소될 수 있으며, 적용 가능한 경우, 높은 배기가스 재순환 비율이 신속하게 조정될 수 있다.
내연기관의 가스 흡입밸브의 밸브 리프트는 낮은 밸브 리프트와 높은 밸브 리프트 사이에서 조정됨이 공지되어 있다. 따라서, 예를 들면, 포르셰 911 터보(Porsche 911 Turbo)에는 가스 흡입밸브 및 가스 배출 밸브의 밸브 리프트를 조정하기 위한 장치가 설치된다. 또한, 이러한 차량의 내연기관은 캠 샤프트를 구비하며, 캠 샤프트 상에는 각각의 가스 흡입 밸브에 대해 낮은 리프트를 갖는 캠과 더 높은 리프트를 갖는 두 개의 추가 캠이 형성된다. 캠 리프트는 전달 유닛(transfer unit)에 의해 가스 흡입밸브로 전달된다. 전달 유닛은 실린더 부재 및 상기 실린더 부재에 대해 동심으로 배치되는 환형 실린더 부재를 포함하는 컵 태핏(cup tappet)으로서 형성된다. 낮은 리프트를 갖는 캠은, 더 높은 리프트를 갖는 캠이 환형 실린더 부재에 작용하는 동안 실린더 부재에 작용한다. 컵 태핏의 위치 전환에 따라, 가스 흡입밸브에 낮은 리프트 또는 더 높은 리프트가 전달된다. 내연기관이 아이들링 상태인 경우, 낮은 캠 리프트가 가스 흡입밸브로 전달된다. 마찰 손실은 이러한 작동 상태에 사용되는 캠의 작은 직경, 실린더 부재 및 더 낮은 밸브 리프트로 인하여 이러한 수단에 의해 감소된다.
또한, 더 높은 부하 이동(load movement)이 이루어진다. 이에 따라, 내연기관의 매연배출이 감소되고, 동시에 연료 소비가 낮게 유지될 수 있다. 작은 밸브 리프트는 낮고 적당한 부하에 대해 유지된다. 스로틀 손실은 가스 흡입밸브와 가스 배출밸브 사이의 적절한 위상 조절 및 결과적인 내적 배기가스 재순환율에 의해 추가로 감소될 수 있다. 내연기관에 대한 부하 요구가 높으면, 더 높은 밸브 리프트로 전환된다.
이러한 유형의 내연기관이 배치되는 차량에서 높은 수준의 승차감을 위해, 내연기관에서의 주행 불규칙성이 낮도록 보장하는 것이 중요하다. 이는 가스 흡입밸브의 일부가 높은 밸브 리프트로 작동되고, 나머지가 낮은 밸브 리프트로 작동되는 작동점에서 특히 중요한 문제이다.
EP 1 323 902 A2로부터 가스 흡입 밸브를 위한 가변 밸브 타이밍 제어장치를 포함하는 내연기관 제어 방법이 공지되어 있다. 가스 흡입 밸브에 대한 목표 개방 타이밍이 결정된다. 가스 흡입 밸브에 대한 실제 개방 타이밍이 또한 결정된다. 점화 각도는 목표값과 가스 흡입 밸브의 개방 타이밍에 대한 실제값 사이의 편차에 따라 교정된다.
본 발명의 목적은 불규칙성을 제한하여 내연기관을 가동시킬 수 있는 내연기관 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립 청구항들의 특징으로 이루어진다. 본 발명의 유리한 실시예들은 종속항에 특성이 기술된다.
본 발명은 연소 챔버를 가지며, 각각이 상기 연소 챔버내에서 공기와 연료의 혼합물을 점화시키도록 설계된 스파크 플러그와 결합되는 복수의 실린더를 포함하고, 상이한 상기 실린더들의 상기 연소 챔버에 대한 급기(air supply)를 조정하기 위한 두 개 이상의 조정장치를 포함하는 내연기관 제어방법 및 대응 장치를 특징으로 한다. 개별적인 점화 각도는 작동 사이클마다 동일한 공기 질량이 각각 공급되며, 각각의 작동 사이클동안 동일한 손실 토크가 결정적인(decisive) 상기 실린더들의 둘 이상의 그룹들 중 각각에 대해 결정된다. 소정의 손실 토크(decisive loss torque)는 상기 각 그룹의 각 실린더의 각 작동 사이클 중에 흡입 사이클에 있는 각각의 상기 실린더에 지정된 손실 토크이다. 상기 각 그룹에 대한 개별적인 점화 각도는 각 그룹에 대한 소정의 손실 토크에 따라 결정된다.
본 발명은 상기 실린더의 각 그룹의 동일한 실제 토크가 요구되는 인식에 기초하며, 상기 실린더의 각 그룹의 각각의 지시 토크(indicated torques)는 이와 관련된 손실 토크에 의해서만 달라질 수 있다. 또한, 본 발명은 엄밀하게 상이한 실린더가 그 작동 사이클에 있는 동안 크랭크 샤프트 각도 범위 내에서 손실 토크에 결정적으로 영향을 미치는 실린더가 그 흡입 사이클 내에 있는 인식을 활용한다.
따라서, 토크 평형화(torque equalization)는 각 그룹에 대한 소정의 손실 토크에 따라 그룹에 대한 각각의 개별적인 점화 각도의 단순 적용을 통해 간단한 방법으로 가능하며, 이에 따라, 내연기관의 가동에 대한 매우 제한된 불규칙성이 보장될 수 있다.
지시 토크는 예를 들면 마찰 또는 펌핑 작업의 결과로서 발생하는 바와 같은 손실을 고려하지 않은 상태에서 각각의 실린더 내에 존재하는 공기/연료 혼합물의 연소를 통해 발생되는 토크이다. 반면, 실제 토크는 이들 손실을 고려하지 않은 토크이다. 따라서, 실제 토크는 내연기관의 크랭크 샤프트의 커플링 측면상 또는 내연기관이 배치되는 차량의 바퀴에 대해 하부의 다른 지점의 출력인 토크이다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 개별적인 점화 각도는 각 그룹에 대한 소정의 손실 토크와 다른 그룹에 대한 소정의 손실 토크 사이의 차이에 따라 결정된다. 이에 따라, 실린더의 토크는 운전자의 요구에 따라 지시 토크가 각 그룹에 대해 상이한 손실 토크들 사이에 식별이 아니라, 기본으로 고려되는 내연기관의 작동 사이클마다 평균 손실 토크 유효값(mean loss torque effective)으로 결정되는 경우, 단순한 방법으로 매우 우수하게 평형을 이룰 수 있게 된다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에 따르면, 개별적인 점화 각도는 최소 및/또는 최대 점화 각도로 제한된다. 이에 따라, 최소 점화 각도 및 최대 점화 각도가 적절히 선택되는 경우, 노킹(knocking) 또는 점화 실패의 발생 또는 허용 불가능하게 높은 배기가스 온도가 단순한 방법으로 방지될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에 따르면, 한 그룹에 관한 개별적인 점화 각도가 최소 점화 각도에 도달하는 경우, 다른 그룹에 관한 다른 개별적인 점화 각도는 최대 점화 각도에 따라 결정된다. 점화 실패 및 허용 불가능하게 높은 배기가스 온도는 이에 따라 확실히 방지될 수 있으며, 또한, 요구되는 토크는 가능한 낮은 가동 불규칙성으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에 따르면, 하나의 실린더 그룹에 관한 실린더 특정의 점화 각도가 최대 점화 각도에 도달하는 경우, 다른 그룹의 실린더에 관한 다른 개별적인 점화 각도는 최대 점화 각도에 따라 결정된다. 이에 따라, 노킹이 확실히 방지될 수 있으며, 또한, 요구 토크는 가능한 낮은 가동 불규칙성으로 정해질 수 있다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예가 개략적인 도면을 참조로 설명된다.
삭제
도 1은 제어 유닛을 갖는 내연기관의 도면,
도 2는 도 1에 따른 내연기관의 다른 부분도,
도 3 및 도 4는 내연기관을 제어하며 제어 유닛 내에서 실행되는 프로그램의 도면, 및
도 5는 내연기관을 제어하며 제어 유닛 내에서 실행되는 다른 프로그램의 도면이다.
동일한 디자인 또는 기능을 갖는 요소는 동일한 참조 부호로 지칭된다.
내연기관(도 1)은 흡입 매니폴드(1), 엔진 블록(2), 실린더 헤드(3) 및 배출 매니폴드(4)를 포함한다. 바람직하게 흡입 매니폴드는 스로틀 밸브(11)와 어큐뮬레이터(12) 및 엔진 블록(2) 내부로 유입 채널을 거쳐 실린더(Z1)에 안내되는 흡입 파이프(13)를 포함한다. 또한, 엔진 블록(2)은 연결 로드(25)를 통해 실린더(Z1)의 피스톤(24)에 연결되는 크랭크 샤프트(21)를 포함한다.
실린더 헤드(3)는 가스 흡입 밸브(30), 가스 배출 밸브(31) 및 밸브 액츄에이터(32,33)를 갖는 밸브 드라이브를 포함한다. 가스 흡입 밸브(30) 및 가스 배출 밸브(31)는 상부에 캠(39,39a,39b)이 설치되는 캠 샤프트(36)(도 2)에 의해 작동되며, 이러한 캠은 가스 흡입 밸브(30)에 작용한다. 도시되지 않은 캠들은 다른 캠 샤프트 상에 선택적으로 또한 제공되며, 이러한 캠들은 가스 배출 밸브(31)에 작용한다.
총 세 개의 캠(39,39a,39b)(도 2)들은 가스 흡입 밸브와 결합된다. 캠(39,39a,39b)은 전달 유닛(38)을 통해 가스 흡입 밸브(30)에 작용한다. 전달 유닛(38)은 컵 태핏으로서 형성된다. 전달 유닛은 실린더 부재(38a) 및 실린더 부재에 대해 동심으로 배치되는 환형 실린더 부재(38b)를 포함한다. 캠(39)은 실린더 부재(38a)에 작용한다. 캠(39a,39b)은 환형 실린더 부재(38b)에 작용한다. 컵 태핏의 하나의 전환 위치에서, 캠(39a,39b)의 리프트보다 작은 캠(39)의 리프트만이 가스 흡입 밸브(30)에 전달된다. 이러한 전환 위치에서, 가스 흡입 밸브(30)는 작은 밸브 리프트(L)로 작동된다. 컵 태핏의 다른 전환 위치에서, 캠(39a,39b)의 리프트들은 가스 흡입 밸브(30)에 전달된다. 컵 태핏의 다른 전환 위치에서, 가스 흡입 밸브(30)는 높은 밸브 리프트(L)로 작동된다. 컵 태핏의 전환 위치는 컵 태핏에 제공된 액츄에이터의 대응 트리거링을 통해 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 수력으로 실행된다.
그러나 또한 밸브 액츄에이터(32,33)는 대안적인 방법으로 설치될 수 있다. 예를 들면 캠 샤프트는 상이한 캠들이 요구되는 밸브 리프트에 따라 가스 흡입 밸브에 작용하도록 설치되고 액츄에이터와 상호작용할 수 있다.
또한, 실린더 헤드(3)(도 1)는 분사 밸브(34) 및 스파크 플러그(35)를 포함한다. 대안적으로, 분사 밸브는 흡입 파이프(13) 내에 배치될 수 있다.
배출 매니폴드(4)는 촉매 변환기(40)를 포함한다. 배기가스 재순환 라인은 배출 매니폴드(4)로부터 흡입 매니폴드(1)로, 특히 어큐뮬레이터(12)로 안내될 수 있다.
또한, 여러가지 측정 변수를 기록하고 측정 변수의 측정값을 각각 결정하는 센서들이 결합되는 제어 유닛(6)이 제공된다. 제어 유닛(6)은 하나 이상의 측정 변수에 따라 대응 액츄에이터에 의해 최종 제어 요소들을 제어하기 위한 하나 또는 그보다 많은 작동 신호들로 변환되는 조작 변수들을 결정한다.
센서는 가속 페달(7)의 위치를 기록하는 페달 위치센서(71), 스로틀 밸브(11) 상류의 공기 질량 유량을 기록하는 공기 질량계(14), 흡입 공기 온도를 기록하는 온도 센서(15), 흡입 파이프 압력을 기록하는 압력 센서(16), 회전 속도(N)가 관련되는 크랭크 샤프트 각도를 기록하는 크랭크 샤프트 각도 센서(22), 냉각제 온도를 기록하는 다른 온도 센서(23), 캠 샤프트 각도를 기록하는 캠 샤프트 각도 센서(36a), 및 배기 가스의 잔류 산소 함유량을 기록하는 산소 프로브(41), 그리고 선택적으로 가스 흡입 밸브(30)가 낮은 밸브 리프트(L) 또는 높은 밸브 리프트(H)로 작동되는지 여부를 기록하는 선택적인 센서이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 언급된 센서들의 임의의 부분집합 또는 추가의 센서들도 존재할 수 있다.
최종 제어 요소들은 예를 들면, 스로틀 밸브(11), 가스 흡입 및 가스 배출 밸브(30,31), 분사 밸브(34), 스파크 플러그(35), 조정 기구(37) 또는 전달 유닛(38)이다.
또한, 내연 기관은 실린더(Z1) 외에, 대응 센서 및 최종 제어 요소들이 결합되며 그에 따라 제어되는 다른 실린더(Z2,Z3,Z4)들을 갖는다. 최종 제어 요소들은, 가스 흡입 밸브의 일부가 낮은 밸브 리프트(L)로 작동되는 동시에, 다른 일부가 높은 밸브 리프트(H)로 작동될 수 있도록 설치된다. 또한, 선택적으로 최종 제어 요소들은 가스 흡입 밸브들이 다른 밸브 리프트(VL)로 작동될 수 있도록 설치될 수 있다. 또한, 예를 들면, 펄스 부하 밸브와 같은 최종 제어 요소가 대안적으로 또는 추가로 제공될 수 있으며, 최종 제어 요소는 선택적으로 실린더에 특정한 급기에 영향을 미칠 수 있다.
또한, 단일 실린더 또는 복수의 실린더들에 대한 급기에 영향을 미치는 최종 제어 요소들은 각 실린더들의 각각의 연소 챔버들에 대한 급기를 조정하기 위한 조정 장치로 지칭된다.
제어 유닛(6)은 내연기관을 제어하기 위한 장치에 대응한다.
내연기관에서 각 실린더(Z1 내지 Z1)에 대한 급기에 영향을 미치는 최종 제어 요소들이 상이하게 작동되고, 그에 따른 결과로서 내연기관의 작동 사이클 중에 상이한 실린더들에 상당히 상이한 공기 질량이 존재하는 경우, 동일한 손실 토크가 결정적인(decisive) 각각의 실린더 구획들 중에 작동 사이클마다 동일한 공기 질량이 각각 공급되도록 실린더 그룹들이 형성될 수 있다. 그룹들 중 각 그룹에 의해 발생된 실제 토크(TQ)는 실제 토크(TQ)의 네트값(TQ_NET)과 동일해야 하며, 이는 모든 그룹에 대해 해당되어야 한다.
이는 다음 공식의 도움으로 하기에 설명된다.
TQx = TQ_NET; x = 1 ... m (공식 1)
m은 그룹의 개수를 나타내고, x는 각 그룹에 대한 계수(counter)이다. 실제 토크(TQ), 네트값(TQ_NET) 및 하기에 삽입되는 다른 모든 토크는 각각 모든 실린더가 작동 사이클 중에 이러한 토크를 발생시켰어야 하는 경우에 발생했을 것인 이러한 토크를 지칭한다.
실린더의 각 그룹의 실제 토크(TQ)는 다음 관계에 의해 제공된다.
TQx = TQIx + TQ_LOSSz; x = 1 ... m, z = 1 ... n (공식 2)
TQI는 각각 지시 토크를 가리키며, TQ_LOSS는 손실 토크를 가리킨다. 손실 토크(TQ_LOSS)는 결정적으로 각각의 회전 속도, 각 실린더(Z1 내지 Z4) 내의 각각의 공기 질량 유동, 냉각제 온도 및/또는 오일 온도에 좌우된다. 이러한 손실 토크(TQ_LOSS)는 음의 값으로 정의된다. n은 각 실린더(Z1 내지 Z4) 내에 대응하게 많은 동시적이며 상이한 공기 질량을 초래할 수 있는 상이한 별도의 전환 위치들을 가리킨다. z는 손실 토크(TQ_LOSS)에 관한 지수이다.
지시 토크(TQI)에 대해 공식(F2)의 해답이 얻어지는 경우, 다음 공식이 산출된다.
TQIx = TQx - TQ_LOSSz (공식 3)
공식(F1)이 공식(F3)에 삽입되는 경우, 다음이 제공된다.
TQIx = TQ_NET - TQ_LOSSz (공식 4)
또한, 다음 공식이 실린더의 각 그룹의 각각의 지시 토크(TQIY)에 적용될 수 있다.
TQIx = TQI_REFy * EFF_IGAx * EFF_XXXx; y = 1 ... n, (공식 5)
TQI_REF는 미리 결정된 점화 각도 및 토크에 영향을 미치는 추가 변수들이 예를 들면, 대응하는 제한 조건하에서 최대 지시 토크가 발생되도록 선택되는 미리 결정된 값으로 정해지는 경우에 지시 토크로서 발생되는 기준 토크를 가리킨다. y는 기준 토크(TQI_REF)에 관한 지수이다.
EFF_IGA는 기준 토크(TQI_REF)의 점화 각도 각각에 관계되는 점화 각도 유효값을 가리킨다. EFF_XXX는 각종 유효값을 가리키며, 결과적으로 지시 토크(TQI)가 발생되도록 기준 토크(TQI_REF)가 변화될 수 있는 모든 추가 변수들을 결합시킨다. 각종 유효값(EFF_XXX)은 람다 제어의 출력 신호를 기초로 특히 각 실린더 내에 위치된 공기/연료 혼합물의 농축 또는 희석을 고려한다.
제어 유닛(6)에 저장되며, 내연기관의 작동중에 제어 유닛(6) 내에서 실행되는 프로그램이 하기에 설명된다. 이러한 프로그램은 가스 흡입 밸브(30)의 밸브 리프트(VL)가 낮은 밸브 리프트(L) 또는 높은 밸브 리프트(H)를 가지며, 각각의 가스 흡입 밸브(30)의 밸브 리프트(VL)가 각 실린더에 하나씩 또는 단일 그룹에 대해 개별적으로 조정될 수 있는 경우의 예시에 의해 설명될 것이다.
프로그램은 내연기관이 시동된 후에 가능하면 신속하게 실행되며 변수들이 선택적으로 초기화되는 단계(S1)(도 3)에서 시작된다.
단계(S2)에서, 개별적인 가스 흡입 밸브(30)의 밸브 리프트(VL)가 낮은 밸브 리프트(L)에 대응하고, 다른 가스 흡입 밸브(30)의 밸브 리프트가 동시에 높은 밸브 리프트(H)에 대응하는지 여부에 대한 검사가 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 바람직하게 단 하나의 점화 각도가 모든 실린더(Z1 내지 Z4)에 대해 결정되며, 그 후 단계(S2)의 조건이 다시 검사되기 전에 미리 결정된 대기 기간동안 단계(S3) 내에서 프로그램이 진행된다.
한편, 단계(S2)의 조건이 이행되면, 단계(S4)에서 지시 차동 토크(indicated differential torque; D_TQI)가 결정되며, 이러한 지시 차동 토크는 밸브 리프트(H)가 높을 때의 지시 토크(TQIH)와 밸브 리프트(L)가 낮을 때의 지시 토크(TQIL) 사이의 차이에 좌우된다. 이에 대응하여, 공식(F4)을 적용하면, 밸브 리프트(H)가 높을 때의 지시 토크(TQIH)는 실제 토크(TQ)의 네트값(TQ_NET)과 밸브 리프트(L)가 낮을 때의 손실 토크(TQ_LOSSL) 사이의 차이와 동일하다. 이는 높은 밸브 리프트(H)로 작동되는 각 실린더의 각각의 작동 사이클 중에 낮은 밸브 리프트(L)로 작동되는 실린더가 일반적으로 흡입 사이클 내에 있는 경우에 유효하다.
이에 대응하여 공식(F4)을 적용하면, 밸브 리프트(L)가 낮을 때의 지시 토크(TQIL)는 실제 토크(TQ)의 네트값(TQ_NET)과 밸브 리프트(H)가 높을 때의 손실 토크(TQ_LOSSH) 사이의 차이와 동일하다. 이는 낮은 밸브 리프트(L)로 작동되는 각 실린더의 각각의 작동 사이클 중에 높은 밸브 리프트(H)로 작동되는 실린더가 일반적으로 흡입 사이클 내에 있는 경우에 유효하다.
지시 토크(D_TQI)는 밸브 리프트(H)가 높을 때의 손실 토크(TQ_LOSSH)와 밸브 리프트(L)가 낮을 때의 손실 토크(TQ_LOSSL) 사이의 차이와 동일하다. 손실 토크(TQ_LOSSH,TQ_LOSSL)는 예를 들면 엔진 속도, 각 실린더(Z1 내지 Z4) 내의 각각의 공기 질량 유동, 냉각제 온도 및/또는 오일 온도에 따라 결정될 수 있다.
단계(S6)에서, 점화 각도 유효값(EFF_IGAH)은 밸브 리프트(VL)가 높은 밸브 리프트(H)를 갖는 실린더에 대해 결정된다. 이는 단계(S6)에 특정된 관계에 따라 실행된다. FACL은 내연기관의 전체 실린더(Z1 내지 Z4) 개수에 대해 낮은 밸브 리프트(L)로 작동되는 실린더(Z1 내지 Z4) 그룹의 점화된 실린더의 비율을 나타내는 토크 인자를 가리킨다. 이에 대응하여, FACH는 실린더(Z1 내지 Z4)의 전체 개수에 대한 높은 밸브 리프트(H)로 작동되는 실린더(Z1 내지 Z4) 그룹의 점화된 실린더의 비율을 나타내는 토크 인자를 가리킨다. TQI_REFH는 모든 실린더(Z1 내지 Z4)가 높은 밸브 리프트(H)를 갖는 주어진 작동점에서 작동될 때의 기준 토크이다. 이에 대응하여 EFF_XXXH는 각종 유효값에 관계된다. 지시 토크(TQI)는 예를 들면 가속페달의 위치에 의해 나타내어지는 운전자의 요구에 따라 결정되며, 제어 유닛의 상이한 기능에 의해 다른 토크 요건을 고려한다.
단계(S8)에서, 점화 각도 유효값(EFF_IGAL)은 낮은 밸브 리프트(L)로 작동되는 실린더(Z1 내지 Z4)에 대해 결정된다. 이는 단계(S8)에 특정된 관계에 따라 실행된다. TQI_REFL은 밸브 리프트가 낮을 때의 기준 토크를 가리키고, EFF_XXXL는 이러한 기준 토크에 관한 각종 유효값을 가리킨다.
결정된 점화 각도 유효값(EFF_IGAH, EFF_IGAL)에 의해 작동 사이클마다 실제로 발생되는 토크(TQ)가 대단히 작은 변동에만 영향을 받으며, 그에 따라 매우 우수한 수준의 내연기관의 주행 불규칙성이 보장되는 것이 단순한 방법으로 보장될 수 있다.
단계(S10)에서, 높은 밸브 리프트(H)를 갖는 실린더(Z1 내지 Z4) 그룹에 대한 점화 각도 유효값(EFF_IGAH)이 최소 점화 각도 유효값(EFF_IGA_MINH)보다 작거나 동일한지 여부에 대한 검사가 이루어진다. 단계(S10)의 조건이 충족되지 않은 경우, 하기에 보다 상세히 설명되는 단계(S14)에서 처리가 계속된다.
한편, 단계(S10)의 조건이 충족되면, 단계(S11)에서 높은 밸브 리프트(H)를 갖는 실린더 그룹에 대한 점화 각도 유효값(EFF_IGAH)이 최소 점화 각도 유효값(EFF_IGA_MINH)과 동일하게 설정되며, 이는 단계(S11)에서 실행된다.
그 후, 단계(S12)에서, 점화 각도 유효값(EFF_IGAL)은 단계(S12)에 특정된 관계에 따라 낮은 밸브 리프트(L)로 작동되는 실린더 그룹에 대해 결정된다.
단계(S12)에 이어, 단계(S18)에서 처리가 계속된다.
단계(S14)에서, 낮은 밸브 리프트(L)를 갖는 실린더(Z1 내지 Z4) 그룹에 대 한 점화 각도 유효값(EFF_IGAL)이 최대 점화 각도 유효값(EFF_IGA_MAXL)보다 크거나 동일한지 여부에 대한 검사가 이루어진다. 만일 그렇지 않을 경우, 단계(S18)에서 처리가 계속된다. 한편, 단계(S14)의 조건이 충족되면, 단계(S15)에서, 최대 점화 각도 유효값(EFF_IGA_MAXL)은 점화 각도 유효값(EFF_IGAL)과 관계된다.
후속 단계(S16)에서, 그 후 단계(S16)에 특정된 관계에 따라 점화 각도 유효값(EFF_IGAH)이 결정된다.
단계(S11,S12) 또는 단계(S15,S16)에 따른 순서에 의해, 단계(S10 또는 S14)의 조건들이 충족되는 경우에도, 노킹 또는 점화 실패를 일으키지 않고 가능한 낮은 내연기관의 가동 불규칙성이 보장되며, 가능한 정확하게 원하는 토크가 설정되도록 보장될 수 있다.
단계(S18)에서, 개별적인 점화 각도(IGAL)는 낮은 밸브 리프트(L)로 작동되는 이들 실린더(Z1 내지 Z4)에 대해 결정된다. 이는 점화 각도 유효값(EFF_IGAL)에 따라 실행된다. 또한, 이는 예를 들면, 엔진특성 맵(engine characteristics map)에 의해서, 또는 다른 미리 결정할 수 있는 관계를 통해 실행될 수 있다.
후속 단계(S20)에서, 그 후 점화 각도(IGAH)는 높은 밸브 리프트(H)로 작동되는 실린더(Z1 내지 Z4) 그룹에 대해 결정된다. 이는 점화 각도 유효값(EFF_IGAH)에 따라 실행된다. 또한, 단계(S18)에서와 같이, 이는 엔진 특성 맵의 보간을 통해서, 또는 다른 관계에 의해 실행될 수 있다. 단계(S18,S20)에서 결정된 점화 각도(IGAL, IGAH)는 그 후 그에 대응하여 각각의 스파크 플러그(35)의 대응 작동을 통해 각 실린더(Z1 내지 Z4) 내에서 조정된다. 단계(S20)의 처리에 이어, 프로그램의 처리가 단계(S3)에서 계속된다.
또한, 단계(S6,S8,S11,S12,S15 및 S16)에서 대응하는 점화 각도를 직접 결정하여 단계(S10,S14)의 조건들을 대응 점화 각도에 종속되게 하는 것이 가능하다. 그 후 단계(S18,S20)는 생략된다.
도 3 및 도 4에 도시된 프로그램의 다른 실시예는 도 5를 참조로 하기에 설명된다. 프로그램은 단계(S1)에 대응하는 단계(S24)에서 시작된다. 단계(S26,S36)는 단계(S2,S3)에 대응한다.
단계(S28)에서, 밸브 리프트가 높을 때의 지시 토크(TQIH)는 실제 토크(TQ)의 네트값(TQ_NET)과 밸브 리프트(L)가 낮을 때의 손실 토크(TQ_LOSSL) 사이의 차이를 설정함으로써 결정된다. 또한, 밸브 리프트(L)가 낮을 때의 지시 토크(TQIL)는 실제 토크(TQ)의 네트값(TQ_NET)과 밸브 리프트(H)가 높을 때의 손실 토크(TQ_LOSSH) 사이의 차이를 설정함으로써 결정된다.
단계(S30)에서, 그 후 점화 각도 유효값(EFF_IGAH)은 밸브 리프트(VL)가 높은 밸브 리프트(H)를 갖는 실린더에 대해 결정된다. 이는 단계(S30)에서 특정된 관계에 따라 실행된다.
단계(S32)에서, 그 후 점화 각도 유효값(EFF_IGAL)은 밸브 리프트(VL)가 낮은 밸브 리프트(L)를 갖는 실린더에 대해 결정된다. 이는 단계(S32)에서 특정된 관계에 따라 실행된다.
단계(S34)에서, 지시 토크(TQI)는 실제 토크(TQ)의 네트값(TQ_NET)에 따라 및 내연기관의 작동 사이클마다 평균 손실 토크에 따라 결정되며, 평균 손실 토크는 높은 밸브 리프트(H) 및 낮은 밸브 리프트(L)를 갖는 손실 토크(TQ_LOSSH,TQ_LOSSL)에 따라 결정된다. 단계(S34)에 이어서 이후 단계(S10)에서 처리가 계속된다.

Claims (6)

  1. 복수의 실린더를 갖고, 각각의 상기 실린더가 관련 연소 챔버 및 연료와 급기(air supply)의 혼합물을 점화시키는 스파크 플러그를 갖는, 내연기관 제어방법으로서:
    상기 내연기관의 상이한 연소 챔버의 급기를 조정하는 복수의 조정 장치를 제공하는 단계;
    상기 내연기관의 작동 사이클의 흡입 사이클을 수행하는 각각의 실린더에 소정의 손실 토크를 지정하는 단계; 및
    작동 사이클마다 동일한 공기 질량이 공급되는 복수의 그룹의 실린더들에 대한 개별적인 점화 각도를 결정하는 단계;를 포함하며,
    상기 개별적인 점화 각도는 각 그룹에 대한 소정의 손실 토크에 따라 결정되는
    내연기관 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 그룹에 대한 개별적인 점화 각도는 각 그룹에 대한 소정의 손실 토크와 다른 그룹에 대한 소정의 손실 토크 사이의 차이에 따라 결정되는
    내연기관 제어방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 개별적인 점화 각도가 최소 점화 각도 및 최대 점화 각도 중 하나 이상으로 제한되는
    내연기관 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    한 그룹에 관한 점화 각도가 최소 점화 각도에 도달하는 경우, 다른 그룹에 관한 다른 점화 각도는 상기 최소 점화 각도에 따라 결정되는
    내연기관 제어방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    한 그룹에 관한 개별적인 점화 각도가 최대 점화 각도에 도달하는 경우, 다른 그룹에 관한 다른 점화 각도는 상기 최대 점화 각도에 따라 결정되는
    내연기관 제어방법.
  6. 복수의 실린더를 가지며, 각각의 상기 실린더가 관련 연소 챔버 및 연료와 급기의 혼합물을 점화시키는 스파크 플러그를 갖는, 내연기관 제어장치로서:
    상기 내연기관의 상이한 연소 챔버의 급기를 조정하는 복수의 조정 장치; 및
    제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은:
    작동 사이클마다 동일한 공기 질량이 공급되며 각각의 상기 작동 사이클 동안 동일한 손실 토크가 결정된 복수의 그룹의 실린더들 각각에 대한 개별적인 점화 각도를 결정하고, 결정된 소정의 손실 토크는 각 그룹의 각각의 실린더의 각각의 작동 사이클동안 흡입 사이클에 있는 각각의 실린더에 관한 손실 토크이며, 상기 각 그룹에 대한 소정의 손실 토크에 따라 각 그룹에 대한 개별적인 점화 각도를 결정하는
    내연기관 제어장치.
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