KR101262198B1 - 작동 모드를 변화시킬 때 내연기관을 제어하기 위한 방법및 장치 - Google Patents

작동 모드를 변화시킬 때 내연기관을 제어하기 위한 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관(10)을 제어하기 위한 방법에 관한 것이고, 결과적으로 타겟 작동 모드(OPMOD_F)로의 토크-중립 변화가 하나의 실린더 세그먼트 내에서 이루어질 수 있다면, 제어 동안 두 작동 모드(OPMOD)가 적어도 하나의 제 1 및 하나의 제 2 토크 조작된 변수의 허용가능한 변화 하에서 스위치된다. 예정된 변화 조건이 충족되면, 적어도 제 1 및 제 2 토크 조작된 변수를 변경시키면서 토크-중립 변화가 일어난다. 예정된 변화 조건이 충족되지 않으면, 최초 작동 모드(OPMOD_I)가 유지되고, 적어도 제 1 및 제 2 토크 조작된 변수 중 적어도 하나 및 적어도 제 3 토크 조작된 변수가 이 변화 조건이 충족될 때까지 토크 중립 방식으로 변경된다.

Description

작동 모드를 변화시킬 때 내연기관을 제어하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WHEN CHANGING OPERATING MODES}
본 발명은 내연기관을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
내연기관은 그 성능 및 효율의 관점에서 증가하는 엄격한 요구사항을 만족시킬 것이 기대된다. 동시에 배출물은 엄격한 법적 규율과 합치하도록 낮게 유지되어야만 한다. 연료가 적어도 두 작동 모드에서 내연기관의 연소 챔버에서 분사되고 상기 두 작동 모드 사이에서 스위치할 가능성이 있다면, 이러한 종류의 요구사항은 만족스럽게 충족될 수 있다. 배기 가스의 온도 프로파일뿐만 아니라 탄화수소 및 질소 산화물의 로 배출물(raw emissions)에 영향을 미치는 것에 부가하여, 이 전환 가능성은 또한 내연기관의 불규칙한 가동에 영향을 미친다. 또한, 본 발명은 이러한 종류의 내연기관에 대한 상응하는 장치에 관한 것이다.
내연기관에서, 연료는 예를 들어 균일 작동 모드로 또는 층상 작동 모드로(stratified mode of operation)로 내연기관의 연소 챔버 안으로 분사될 수 있 다.
균일 작동 모드에서, 연료는 도입 단계(induction phase) 동안 주로 내연기관의 연소 챔버로 분사되고, 결과적으로 연료가 점화할 때까지 크게 소용돌이치며, 이에 따라 광범위하게 균일한 연료/에어 혼합물을 나타낸다. 균일 작동 모드는 내연기관의 작동의 최대 로드 모드(full-load mode)에 대해 제공되는 것이 바람직하다.
층상 작동 모드에서, 연료는 주로 압축 단계 동안 연소 챔버로 주입된다. 이는 연료의 점화시 연소 챔버에서 연료의 층상화(stratification)를 초래한다. 층상 작동 모드는 작동의 부분적 로드 모드 및 로드가 없는 모드에 주로 적절하다.
균일 작동 모드 또는 층상 작동 모드에 부가하여, 연소 챔버로의 연료의 다중 주입 또는 단일 주입과 조합된 상응하는 작동 모드 또는 두 개의 작동 모드 사이에서 다양한 중간 형태들이 또한 있다.
EP 1 199 469 A2는 내연기관을 제어하기 위한 방법을 개시하고, 이는 연료 노즐을 포함하며 이에 의해 연료가 내연기관의 연소 챔버로 직접 분사될 수 있다. 내연기관을 제어하기 위한 방법의 제 1 단계에서, 후자는 단일 분사를 구비한 균일 작동 모드로 처음에 작동된다. 점화 각은 토크가 감소되는 방식으로 특별한 주기의 시간에 걸쳐 변경된다. 예정된 시간에서 작동 모드는 단일 분사를 가진 균일 작동 모드로부터 다중 분사를 가진 층상 작동 모드로 변한다. 단일 분사를 가진 균일 작동 모드로부터 다중 분사를 가진 층상 작동 모드로의 스위치 동안, 점화 각이 급격하게 변화되고 이에 의해 일 작동 모드로부터 다른 작동 모드로의 변이가 토크-중립 방식으로 일어난다. 또한, 제어 작동은 반대 방향으로 수행될 수도 있고, 이에 의해 다중 분사를 가진 층상 작동 모드에서 점화 각이 최초로 변경되며, 다중 분사를 가진 층상 작동 모드로부터 단일 분사를 가진 균일 작동 모드로 스위치가 이루어질 수 있는 포인트에 도달할 때까지 토크를 변화시킨다. 다중 분사를 가진 층상 작동 모드로부터 단일 분사를 가진 균일 작동 모드로의 스위치 동안, 점화 각이 급격하게 변화되고 이에 의해 토크에서의 어떠한 변화도 일어나지 않는다.
본 발명의 목적은 내연기관의 효과적인 작동을 가능하게 하는 내연기관을 제어하기 위한 장치 및 방법을 생성하는 것이다.
이 목적은 독립항의 특징에 의해 이루어진다. 유리한 실시예는 종속항에서 특징지어진다.
본 발명은 내연기관을 제어하기 위한 방법 및 상응하는 장치에 의해 특징지어지고, 이 내연기관은 적어도 하나의 실린더를 가지며, 이 실린더에는 연소 챔버가 존재하고, 이 연소 챔버로 연료가 적어도 두 작동 모드로 분사되며, 빠른 토크 교정 경로는 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수를 포함하고, 느린 토크 교정 경로는 적어도 제 3 현재 토크 교정 변수를 포함한다. 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수의 허용가능한 변경과 함께, 예정된 전환 조건이 충족되면 최초 작동 모드로부터 타겟 작동 모드로 작동 모드 사이에서 전환이 이루어진다. 토크 교정 변수들은 내연기관의 최종 제어 요소에 영향을 미친다.
예정된 전환 조건을 갖는 방법의 제 1 단계에서, 타겟 작동 모드로 토크-중립 전환이 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수의 허용가능한(타겟 작동 모드를 위해) 변경에 의해 하나의 실린더 세그먼트 내에서 이루어질 수 있는를 결정하는 체크가 이루어진다.
제 2 단계에서, 예정된 전환 조건이 충족된다면, 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수를 변경시키면서, 최초 작동 모드로부터 타겟 작동 모드로 토크-중립 방식으로 전환이 이루어지고, 예정된 전환 조건이 충족되지 않는다면, 최초 작동 모드가 유지되고 적어도 제 3 현재 토크 변수 및 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 변수 중 하나 이상이 토크-중립 방식으로 변경되며 이는 전환 조건과 같은 이러한 시간이 충족될 때까지 일어난다.
이에 관하여, 교정 변수들의 시간 상수가 하나의 실린더 세그먼트의 시간 상수 -즉 내연기관의 작업 사이클을 실린더들의 개수로 나눈 시간- 에만 의존한다면, 토크 교정 경로는 빠른 것으로 특징지어진다. 일반적으로 빠른 토크 교정 경로의 시간 상수는 수 밀리초(a few milliseconds)의 범위에 있다.
교정 변수들의 시간 상수가 대략 수백 ms (sevral 100ms)의 크기이고 따라서 하나의 실린더 세그먼트의 시간 상수보다 10배 내지 100 배 넘게 더 크다면, 교정 변수들을 가진 토크 교정 경로는 느린 것으로 특징지어진다.
이러한 방법으로, 토크-기초(torque-based) 방식으로 작동 모드 전환을 구현하는 것이 가능해진다. 이는 특히 내연기관의 제어기가 토크-기초일 수 있기 때문에 유리하다. 따라서 토크에 대한 내연기관의 모든 제어 작동을 참고하는 것이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 토크 특성값은 제 1, 제 2, 및 제 3 현재 토크 교정 변수 중 적어도 하나에 의해 결정되고, 전환 조건은 토크 특성값에 의존한다.
토크 특성값은 각각의 작동 모드에 대해 예정된 값 범위를 추정할 수 있다. 토크 특성값이 이를 위해 허용가능한 타겟 작동 모드 범위 밖에 있는 최초 작동 모드의 작동 포인트에 내연기관이 있다면, 최초 작동 모드로부터 타겟 작동 모드로의 스위치는 이루어질 수 없다. 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수의 변경에 의해, 최초 작동 모드에서의 토크 특성값이 타겟 작동 모드의 토크 특성값의 허용가능한 범위 내에 있는 값에 도달할 때까지, 예정된 전환 조건은 충족되지 않고, 최초 작동 모드로부터 타겟 작동 모드로의 스위치가 이루어질 수 있으며, 동시에 현재 토크 교정 변수 중 하나가 변경되고 이에 의해 전환이 토크를 변화시키지 않고 영향을 받을 수 있다.
이러한 방법으로 작동 모드 전환이 단일 토크 특성값에 의해 일어날 수 있기 때문에 이는 특히 유리하다.
이 방법의 추가적인 유리한 실시예에서, 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수는 점화 각 셋포인트 값, 질량 연료 유동 셋포인트 값 및 분사 페이징 셋포인트 값으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
이러한 토크 교정 변수들은 특히 빠르게 변경될 수 있기 때문에 특히 유리하고, 그 결과 작동 모드에서의 변화는 하나의 실린더 세그먼트 내에서 완료될 수 있다.
이 방법의 추가적인 유리한 실시예에서, 적어도 제 3 현재 토크 교정 변수가 질량 프레쉬 가스 유동 셋포인트 값, 캠샤프트 페이징 셋포인트 값 및 연료 압력 셋포인트 값으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
이 방법의 추가적인 유리한 실시예에서, 작동 모드는, 하나의 실린더 세그먼트 동안 연소 챔버로 한번 연료가 분사되는 제 1 작동 모드, 하나의 실린더 세그먼트 동안 연소 챔버로 한번 이상 연료가 분사되는 제 2 작동 모드, 연소 챔버에서 점화가 일어나기 이전에 연료가 연소 챔버에서 공간적으로 균일하게 분포한 채 존재하는 제 3 작동 모드, 및 연소 챔버에서 점화가 일어나기 이전에 연료가 연소 챔버에서 예정된 공간적으로 균일한 연료 밀도 분포로 존재하는 제 4 작동 모드로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
이에 따른 내연기관을 제어하기 위한 방법이 내연기관의 서로 다른 토크 특성값을 가진 작동 모드로 유리한 방식으로 적용된다. 따라서, 예를 들면, 하나의 실린더 세그먼트 동안 연소 챔버로 한번 연료가 분사되는 제 1 작동 모드(단일 분사)로부터 실린더의 하나의 실린더 세그먼트 동안 연소 챔버로 한번 이상 연료가 분사되는 제 2 작동 모드(다중 분사)로의 스위치가 이루어질 수 있다. 단일 분사를 갖는 제 1 작동 모드가 다중 분사를 갖는 제 2 작동 모드보다 높은 토크 특성값을 갖는다면, 토크 특성값에서의 차이에 의해 야기되는 강력한 차이가 제 1 작동모드로부터 제 2 작동모드로의 전환 동안 일어날 수 있고, 추가적인 열 에너지가 촉매 변환기를 가열하는데 이용될 수 있으며, 이는 내연기관의 시동 이후 특히 필요할 수 있다. 촉매 변환기가 가열된 이후, 낮은 토크 특성값을 갖는 제 2 작동 모드로부터 높은 토크 특성값을 갖는 제 1 작동 모드로의 스위치가 다시 한번 이루어질 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예는 이하의 개략적인 도면과 함께 설명된다.
도 1은 제어 장치를 가진 내연기관을 도시한다.
도 2는 내연기관을 제어하기 위한 방법을 나타내는 도이다.
도 3은 내연기관을 제어하기 위한 방법의 수행 동안 서로 다른 작동 변수의 시간에 따른 특징을 도시한다.
도 4는 제어 장치에서 수행되는 내연기관을 제어하기 위한 프로그램의 흐름도이다.
도 5는 제어 장치에서 수행될 수 있는 내연기관을 제어하기 위한 프로그램의 추가적인 흐름도이다.
도 6은 내연기관을 제어하기 위한 방법을 도시하는 추가적인 도면이다.
동일한 구성 또는 기능의 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.
내연기관(10)은 흡기 도관(11), 엔진 블록(12), 실린더 헤드(14), 및 배기 도관(16)을 포함한다. 흡기 도관(11)은 엔진 블록(12)의 연소 챔버(13)로 입구 포트를 통해 실린더(Z1)를 향해 관으로 되어 있는 흡기 다기관(22), 플레넘 챔버(20) 및 스로틀 밸브(18)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 엔진 블록(12)은 연결 로드(26)를 통해 실린더(Z1)의 피스톤(28)에 연결된 크랭크샤프트(24)를 포함한다.
실린더 헤드(14)는 밸브 트레인(valve trains, 34, 36)을 포함하고, 가스 입구 밸브(30) 및 가스 출구 밸브(32)가 각각 밸브 트레인에 지정된다. 또한, 적어도 하나의 충전 운동 밸브(charge motion valve, 미도시)가 실린더(Z1)의 연소 챔버(13)로의 유체 유동에 영향을 주도록 제공될 수 있다.
또한, 실린더 헤드(14)는 분사 밸브(44) 및 스파크 플러그(46)를 포함한다.
바람직하게 3방향 촉매 변환기(three way catalytic converter)로서 구체화되는 배기 가스 촉매 변환기(48)는 배기 도관(16)에 배치된다. 또한, 제어 장치(52)가 제공되고, 이 제어 장치에 센서가 지정되며, 이 센서는 다양한 측정 변수들을 획득하고 각각의 경우에 측정 변수들의 값을 결정한다. 측정 변수 중 적어도 하나의 작용으로, 제어 장치(52)는 교정 변수(correcting variables)를 교정하고, 이는 이후 상응하는 액츄에이팅 구동장치(actuating drives)에 의해 최종 제어 요소를 제어하기 위한 하나 이상의 액츄에이팅 신호로 변환된다. 또한, 제어 장치(52)는 내연기관을 제어하기 위한 장치로서 지칭될 수 있다.
센서는, 엑셀러레이터 페달(56)의 엑셀러레이터 페달 위치를 탐지하는 페달 위치 센서(54), 스로틀 밸브(18)의 상류의 질량 에어 유동을 탐지하는 질량 에어 유동 센서(58), 흡기 에어 온도를 측정하는 제 1 온도 센서(62), 플레넘 챔버(20)에서의 흡기 다기관 압력을 측정하는 흡기 다기관 압력 센서(64), 회전 속도가 지정된 크랭크샤프트 각을 측정하는 크랭크샤프트 각 센서(66), 및 캠샤프트 각을 측정하는 캠샤프트 각 센서(70)이다. 또한, 냉각제 온도를 측정하는 제 2 온도 센서(68)가 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 배기 가스 탐침(72)이 제공되고, 이 탐침은 배기 가스 촉매 변환기(48)의 상류에 위치하고 배기 가스의 잔류 산소 함유량을 측정하며 이 측정 신호는 실린더(Z1)의 연소 챔버(13)에서 에어/연료 비의 특징이다.
본 발명의 실시예에 따라, 상기 언급된 센서 또는 추가적인 센서의 임의적인 부분집합(subset)이 존재할 수 있다.
예를 들면, 최종 제어 요소는 스로틀 밸브(18), 가스 입구 및 가스 출구 밸브(30, 32), 충전 운동 밸브, 분사 밸브(44) 또는 스파크 플러그(46)이다. 또한, 내연기관은 실린더(Z1) 뿐만 아니라 추가적인 실린더(Z2, Z3, Z4)를 가지고, 각각에 상응하는 센서 및 최종 제어 요소가 지정되며 이에 따라 제어된다.
제어 장치(52)는 내연기관을 제어하기 위한 장치에 상응한다.
도 2는 예시에 대한 제 1 현재 토크 교정 변수에 따른 토크 특성값을 나타내는 도면이고, 여기서 토크 효율 실제값(EFF_IGA_AV)이 점화 각 실제값(IGA_AV)에 의존한다.
제 1 작동 모드(OPMOD_1) 및 제 2 작동 모드(OPMOD_2)의 두 작동 모드의 토 크 효율 실제값의 커브가 그려진다.
제 1 작동 모드(OPMOD_1)는 예를 들어 하나의 실린더 세그먼트 내에서 연소 챔버(13)로 한번 연료가 분사(단일 분사)되는 작동 모드일 수 있다. 제 2 작동 모드(OPMOD_2)는 하나의 실린더 세그먼트 내에서 연소 챔버(13)로 복수회 연료가 분사되는(다중 분사) 작동 모드일 수 있다. 여기서 단일 분사 및 다중 분사는 제 2 현재 토크 교정 변수를 나타낸다.
작동 모드의 일 조합에서, 연료는 연소 챔버(13)에서 점화가 일어나기 이전에 하나의 작동 모드로 연소 챔버에서 공간적으로 균일하게 분배된 채 존재할 수 있고(균일 작동 모드), 추가적인 작동 모드에서 연료는 연소 챔버(13)에서 점화가 일어나기 이전에 연소 챔버에서 미리 형성된 공간적으로 불균일한 연료 밀도 분포로 연료가 존재할 수 있다(층상(stratified) 작동 모드).
작동 모드의 다른 조합에서, 연료는 점화가 일어나기 이전에 하나의 작동 모드로 연소 챔버(13)에서 공간적으로 균일하게 분배된 채 존재할 수 있고, 이 경우 연료와 에어 사이의 비는 화학량론적이다. 다른 작동 모드에서, 연소 챔버(13)에서 점화가 일어나기 이전에 연료가 연소 챔버(13)에 균일하게 분배된 채 존재할 수 있으며, 이 경우 에어와 연료 사이의 비는 서브-화학량론적(substoichiometric)일 수 있다(희박(lean)).
또한, 제 1 및 제 2 작동 모드(OPMOD_1 및 OPMOD_2)는 이전에서 설명된 작동 모드의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 2에서 도시된 예에서, 이 방법은 제 1 작동 모드(OPMOD_1)에 대한 단일 분사를 가진 균일 작동 모드를 참고하여 그리고 제 2 작동 모드(OPMOD_2)에 대한 다중 주입을 구비한 균일 작동 모드를 참고하여 이하에서 설명될 것이다.
제 1 작동 모드(OPMOD_1)에 대해, 제 1 작동 모드(OP_MOD_1)의 최대 토크 효율(EFF_IGA_BAS_COR)은 점화 각(IGA_1_OPT)의 결과이다. 또한, 제 1 작동 모드(OPMOD_1)의 최소 가능한 점화 각(IGA_1_MIN)이 미리 정해지고, 토크 효율(EFF_IGA_1_MIN)은 제 1 작동 모드(OPMOD_1)의 최소 가능한 점화 각(IGA_1_MIN)이다.
제 2 작동 모드(OPMOD_2)에 대해, 점화 각(IGA_2)에 대한 최대 가능한 토크 효율은 제 1 작동 모드(OPMOD_1)와 비교된 제 2 작동 모드(OPMOD_2)의 토크 효율 손실(EFF_TQ1_COR) 및 제 1 작동 모드(OPMOD_1)의 최대 토크 효율(EFF_IGA_BAS_COR)의 산물이다. 또한, 제 2 작동 모드(OPMOD_2)의 최소 가능한 점화 각(IGA_2_MIN)에서 토크 효율(EFF_IGA_2_MIN)가 주어진다.
또한, 제 1 작동 모드(OPMOD_1)로부터 제 2 작동 모드(OPMOD_2)로 스위치하기 위한 조건에 대한 토크 효율 교정(C_EFF_OFS_MPLH_ACT) 및 제 2 작동 모드(OPMOD_2)로부터 제 1 작동 모드(OPMOD_1)로 스위치하기 위한 조건에 대한 토크 효율 교정(C_EFF_OFS_MPLH_DEAC)이 미리 정해지고, 이의 더욱 정확한 의미는 이하에서 설명된다.
또한, 도 2는 제 1 점화 커브의 제 1 작동 포인트(OP_1_1), 제 2 작동 포인트(OP_1_2) 및 제 3 작동 포인트(OP_1_3)와 제 2 점화 커브(굵은 선)의 제 1 작동 포인트(OP_2_1), 제 2 작동 포인트(OP_2_2), 및 제 3 작동 포인트(OP_2_3)를 도시한다.
도 3은 도 2에서의 과정에 따른 내연기관을 제어하기 위한 방법의 실행 동안, 균일 작동 모드에서 다중 분사를 위한 전환 요구(switchover request)(LV_MPLH_REQ), 균일 작동 모드에서 다중 분사를 위한 점화 각 변경 요구(LV_MPLH_IGA_REQ), 점화 각 실제값(IGA_AV), 및 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(mass fresh gas flow actual value, MAF_AV)을 도시한다.
도 4 및 5는 도 2에 따른 내연기관을 제어하기 위한 방법을 수행할 때 제어 장치에서 수행되는 내연기관을 제어하기 위한 프로그램의 흐름도를 도시한다.
도 6은 파라미터인 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV)의 점화 각 실제값(IGA_AV)에 따른 토크 실제값(TQI_AV)의 도면을 도시한다. MAF_AV_1, MAF_AV_2, MAF_AV_3, 및 MAF_AV_4는 제 1 작동 모드(OPMOD_1) 및 제 2 작동 모드(OPMOD_2)에서 상이한 고정된 질량 프레쉬 가스 유동 실제값을 나타내고(질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV_1)에 대해서만), 이 경우 MAF_AV_1 > MAF_AV_2 > MAF_AV_3 > MAF_AV_4의 관계가 적용된다. 또한, 도 2의 제 1 점화 커브에 대응하여, 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV_4)에서의 제 1 작동 포인트(OP_1_1)가 입력되고 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV_1)에서의 제 2 작동 포인트(OP_1_2) 및 제 3 작동 포인트(OP_1_3)가 입력된다.
이 방법은 도 2 내지 6을 참고하여 특히 이하에서 설명될 것이다.
프로그램 시작(도 4) 이후, 균일 작동 모드에서의 다중 분사에 대한 전환 요구(LV_MPLH_REQ)가 존재하는지를 결정하기 위한 체크가 먼저 이루어진다. 이는 이 경우(LV_MPLH_REQ = 0)가 아닌 동안, 질문이 시작부터 반복적으로 수행되고, 일체 화된 기다림 루프(integrated wait loop)는 적절하게 질문의 숫자를 감소시킨다. 토크 효율 다이어그램(도 2) 및 토크 다이어그램(도 6)에서, 예를 들어 제 1 점화 커브의 제 1 작동 포인트(OP_1_1)는 제 1 작동 모드(OPMOD_1)로 가정된다. 이 경우에, 제 1 작동 모드(OPMOD_1)는 최초 작동 모드(OPMOD_I)를 나타낸다.
균일 작동 모드에서 다중 분사에 대한 전환 요구(LV_MPLH_REQ)가 하나와 동일하다면(도 3에서의 시간 T1), 점화 각 실제값(IGA_AV)에 의한 토크 효율 실제값(EFF_IGA_AV)이 제 1 작동 모드(OPMOD_1)로부터 제 2 작동 모드(OPMOD_2)로 스위치하기 위한 조건에 대한 단일 점화가 없는 토크 효율 교정으로 균일 작동 모드의 제 1 작동 모드와 비교하여 제 2 작동 모드(OPMOD_2)의 토크 효율 손실(EFF_TQI_COR) 및 제 1 작동 모드(OPMOD_1)의 최대 토크 효율(EFF_IGA_BAS_COR)로부터의 제품과 동일하거나 또는 그 미만이다. 이 경우가 아니라면, 제 3 현재 토크 교정 변수를 형성하는 질량 프레쉬 가스 유동 셋포인트 값(MAF_SP_TQI)이 특히 토크 셋포인트 값(TQI_SP)인 현재 작동 변수에 대응하는 점화 각 셋포인트 값(IGA_SP)에 따라 새롭게 결정된다. 이전에 언급된 조건이 만족되지 않는다면, 점화 각 셋포인트 값(IGA_SP)은 추가적으로 감소되고, 질량 프레쉬 가스 유동 셋포인트 값(MAF_SP)은 증가된다. 도 6에서 떨어지는 점화 각 실제값(IGA_AV)을 가진 제 1 작동 모드(OPMOD_1)에서 작동 포인트는 낮은 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV_4)을 가진 제 1 작동 포인트(OP_1_1)로부터 높은 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV_4)을 가진 제 2 작동 포인트(OP_1_2)로 이동한다. 제 1 작동 포인트(OP_1_1)로부터 제 2 작동 포인트(OP_1_2)로의 변이는 토크-중립 방식으로 일어난다. 도 2의 토크 효율 다이어그램에서, 작동 포인트는 제 1 점화 커브의 제 1 작동 포인트(OP_1_1)로부터 제 1 점화 커브의 제 2 작동 포인트(OP_1_2)로 이동한다. 도 3은 시간(T1 및 T2) 사이에서 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV) 및 점화 각 실제값(IGA_AV)의 결과적 커브를 도시한다.
조건(EFF_IGA_AV < EFF_IGA_BAS_COR * EFF_TQI_COR - C_EFF_OFS_MPLH_ACT)이 충족되면(도 2에서 작동 포인트(OP_1_2), 균일 작동 모드에서 다중 분사를 위한 점화 각 변경 요구(LV_MPLH_IGA_REQ)가 하나로 설정된다(도 3에서 시간(T2)). 이제 점화 각 실제값(IGA_AV)은 급격하게 증가하고, 동시에 스위치는 단일 분사의 작동 모드인 제 1 작동 모드(OPMOD_1)로부터 다중 분사의 작동 모드인 제 2 작동 모드(OPMOD_2)로 된다. 이러한 방법으로 하나의 실린더 세그먼트 내에서 제 2 작동 모드(OPMOD_2) -이 경우에는 상기 제 2 작동 모드(OPMOD_2)가 최종 작동 모드(OPMOD_F)임- 로의 토크-중립 전환이 이루어질 수 있다. 특히 이는 도 6에서 분명하게 관찰될 수 있고, 이 경우 점화 각 실제값(IGA_AV)이 증가함에 따라, 작동 포인트는 제 1 작동 모드(OPMOD_1)의 제 2 작동 포인트(OP_1_2)로부터 제 2 작동 모드(OPMOD_2)의 제 3 작동 포인트(OP_1_3)로 점프한다(각각의 경우에 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV_1)을 가짐). 제 2 작동 포인트(OP_1_2)로부터 제 3 작동 포인트(OP_1_3)로의 변이는 토크-중립 방식으로 일어난다. 도 2에서 작동 포인트는 이제 제 1 점화 커브의 제 3 작동 포인트(OP_1_3)로 점프한다. 낮은 토크 효율을 갖는 작동 모드(OPMOD_2)에서, 예를 들어 촉매 변환기가 이제 가열될 수 있다. 도 4에 따른 흐름도에서, 이동 포인트(A)에 이제 도달하였다.
전환 작동을 뒤따라서, 점화 각 셋포인트 값(IGA_SP)에 의존하는 토크 효율 셋포인트 값(EFF_IGA_SP)이 감소될 수 있고 질량 프레쉬 가스 유동 셋포인트 값(MAF_SP)이 증가된다. 이러한 변수들은 토크-중립 방식으로 변경된다. 도 3은 시간(T2 및 T3) 사이에서 떨어지는 점화 각 실제값(IGA_AV) 및 오르는 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV)을 가진 커브를 도시하고, 이로부터 도시된 예를 낳는다. 도 2에 따른 예에서, 예를 들면 제 2 점화 커브의 제 1 작동 포인트(OP_2_1)가 도달될 수 있고, 이 경우에 제 2 작동 모드(OPMOD_2)는 최초 작동 모드(OPMOD_I)를 나타낸다.
균일 작동 모드에서 다중 분사를 위한 전환 요구(LV_MPLH_REQ)가 0으로 재설정되는지를 결정하기 위한 체크가 이루어진다(도 5). 이 경우가 아니라면, 이 질문은 시작부터 반복적으로 수행되고, 일체화된 기다림 루프가 적절하게 질문의 수를 감소시킨다.
촉매 변환기 가열 또는 다른 비교되는 요구가 종료된 이후, 균일 작동 모드에서의 다중 분사에 대한 전환 요구(LV_MPLH_REQ)가 0으로 설정된다(시간(T3)에서 도 3). 이제 제 1 작동 모드(OPMOD_1)와 비교하여 제 2 작동 모드(OPMOD_2)의 토크 효율 손실(EFF_TQI_COR) 및 점화 각 실제값(IGA_AV)에 의한 토크 효율 실제값(EFF_IGA_AV)의 결과가 제 2 작동 모드(OPMOD_2)로부터 제 1 작동 모드(OPMOD_1)로 스위치하기 위한 조건에 대한 토크 효율 교정(C_EFF_OFS_MPLH_DEAC) 및 제 1 작동 모드(OPMOD_1)의 최소 가능한 점화 각에서 토크 효율(EFF_IGA_1_MIN)의 합과 동일하거나 또는 그보다 큰지 여부를 결정하는 체크가 이루어진다. 이것이 그 경우가 아니지만, 질량 프레쉬 가스 유동 셋포인트 값(MAF_SP_TQI) 및 점화 각 셋포인트 값(IGA_SP)은 이러한 조건이 만족될 때까지 토크-중립 방식으로 변경된다. 도 2에 따른 제 2 작동 모드(OPMOD_2)의 토크 효율 특징 커브에서, 작동 포인트는 제 2 점화 커브의 제 1 작동 포인트(OP_2_1)로부터 제 2 점화 커브의 제 2 작동 포인트(OP_2_2)로 이동한다. 이 공정에서 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV)은 떨어지고, 점화 각 실제값(IGA_AV)은 올라가며, 이는 도 3에서 도시되어 있다(시간 T3 내지 T4의 범위).
전에 언급된 조건이 충족된다면, 균일 작동 모드에서 다중 분사에 대한 점화 각 변화 요구(LV_MPLH_IGA_REQ)는 0으로 설정되고(도 3에서 시간 T4), 점화 각 실제값(IGA_AV)이 급격하게 다시 감소되며 다중 분사 모드로부터 단일 분사 모드로의 전환이 일어난다. 두 토크 교정 변수에서의 변화에 의해, 토크-중립 전환이 제 1 작동 모드(OPMOD_1) -이 경우에는 상기 제 1 작동 모드(OPMOD_1)가 최종 작동 모드(OPMOD_F)임- 에서 하나의 실린더 세그먼트 내에서 이루어진다(도 3에서 시간 T4). 도 5에서 이제 전달 포인트(B)에 도달하였다.
전환 작동을 뒤따라서, 점화 각 셋포인트 값(IGA_SP)에 의존하는 토크 효율 셋포인트 값(EFF_IGA_SP)이 증가될 수 있고, 질량 프레쉬 가스 유동 셋포인트 값(MAF_SP)이 감소될 수 있다. 이러한 변수는 토크-중립 방식으로 변경된다. 도 3은 이러한 샘플에 대해 이로부터 초래되는, 시간 T4 이후의 떨어지는 질량 프레쉬 가스 유동 실제값(MAF_AV) 및 오르는 점화 각 실제값(IGA_AV)의 커브를 도시한다. 도 2에 따른 예에서, 제 1 점화 커브의 제 1 작동 포인트(OPMOD_1)가 예를 들어 다시 도달될 수 있다.

Claims (6)

  1. 내연기관(10)을 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 내연기관(10)은 연료가 둘 이상의 작동 모드(OPMOD)들로 분사되는 연소 챔버(13)가 구현된 하나 이상의 실린더(Z1 내지 Z4)를 갖고, 빠른 토크 교정 경로(fast torque correcting path)가 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수를 포함하고, 느린 토크 교정 경로가 적어도 제 3 현재 토크 교정 변수를 포함하며, 예정된 전환 조건이 충족된다면 적어도 상기 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수의 허용가능한 변화에 의해서 작동 모드(OPMOD)들 간의 전환이 최초 작동 모드(OPMOD_I)로부터 타겟 작동 모드(OPMOD_F)로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수 및 상기 제 3 현재 토크 교정 변수는 상기 내연기관(10)의 최종 제어 요소에 작용하고,
    상기 내연기관(10)을 제어하기 위한 방법은,
    a) 상기 타겟 작동 모드(OPMOD_F)에 대해 허용가능한 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수의 변화에 의해서 상기 타겟 작동 모드(OPMOD_F)로의 토크-중립 전환이 하나의 실린더 세그먼트 내에서 이루어질 수 있는지를 결정하기 위한 체크가, 상기 예정된 전환 조건에 의해서 이루어지는 단계; 및
    b) 상기 예정된 전환 조건이 충족되면 상기 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수를 변화시키면서 상기 최초 작동 모드(OPMOD_I)로부터 상기 타겟 작동 모드(OPMOD_F)로의 토크-중립 전환이 이루어지고, 상기 예정된 전환 조건이 충족되지 않으면 상기 전환 조건과 같은 시간이 충족될 때까지 상기 최초 작동 모드(OPMOD_I)가 유지되고 상기 제 3 현재 토크 교정 변수 및 상기 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수들 중 하나 이상이 토크-중립 방식으로 변경되는 단계;
    를 포함하는, 내연기관을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    토크 특성값이 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 현재 토크 교정 변수들 중 하나 이상에 따라서 결정되고, 상기 전환 조건이 상기 토크 특성값에 의존하는 것을 특징으로 하는,
    내연기관을 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수가, 점화 각 셋포인트 값(IGA_SP), 질량 연료 유동 셋포인트 값(MFF_SP) 및 분사 페이징(phasing) 셋포인트 값(INJ_PHA_SP)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는,
    내연기관을 제어하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 제 3 현재 토크 교정 변수가 질량 프레쉬 가스 유동 셋포인트 값(MAF_SP_TQI), 캠샤프트 페이징 셋포인트 값(CAM_PHA_SP) 및 연료 압력 셋포인트 값으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    내연기관을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 모드들은,
    하나의 실린더 세그먼트 내에서 한번 상기 연소 챔버(13) 내로 연료가 분사되는 제 1 작동 모드(OPMOD_1), 하나의 실린더 세그먼트 내에서 복수회 상기 연소 챔버(13) 내로 연료가 분사되는 제 2 작동 모드(OPMOD_2), 상기 연소 챔버(13) 내 점화가 일어나기 이전에 상기 연소 챔버(13)에서 연료가 공간적으로 균일하게 분포되게 존재하는 제 3 작동 모드, 및 상기 연소 챔버(13) 내 점화가 일어나기 이전에 상기 연소 챔버(13) 내에 연료가 예정된 공간적으로 불균일한 연료 밀도 분포로 존재하는 제 4 작동 모드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는,
    내연기관을 제어하는 방법.
  6. 내연기관(10)을 제어하기 위한 장치로서,
    상기 내연기관(10)은 연료가 둘 이상의 작동 모드(OPMOD)들로 분사되는 연소 챔버(13)가 구현된 하나 이상의 실린더(Z1 내지 Z4)를 갖고, 빠른 토크 교정 경로가 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수를 포함하고, 느린 토크 교정 경로가 적어도 제 3 현재 토크 교정 변수를 포함하며, 예정된 전환 조건이 충족된다면 적어도 상기 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수의 허용가능한 변화에 의해서 작동 모드(OPMOD)들 간의 전환이 최초 작동 모드(OPMOD_I)로부터 타겟 작동 모드(OPMOD_F)로 이루어지고, 상기 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수 및 상기 제 3 현재 토크 교정 변수는 상기 내연기관(10)의 최종 제어 요소에 작용하고,
    상기 내연기관(10)을 제어하기 위한 장치는,
    a) 상기 타겟 작동 모드(OPMOD_F)에 대해 허용가능한 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수의 변화에 의해서 상기 타겟 작동 모드(OPMOD_F)로의 토크-중립 전환이 하나의 실린더 세그먼트 내에서 이루어질 수 있는지를 결정하기 위한 체크가, 상기 예정된 전환 조건에 의해서 이루어지고 그리고
    b) 상기 예정된 전환 조건이 충족되면 상기 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수를 변화시키면서 상기 최초 작동 모드(OPMOD_I)로부터 상기 타겟 작동 모드(OPMOD_F)로의 토크-중립 전환이 이루어지고, 상기 예정된 전환 조건이 충족되지 않으면 상기 전환 조건과 같은 시간이 충족될 때까지 상기 최초 작동 모드(OPMOD_I)가 유지되고 상기 제 3 현재 토크 교정 변수 및 상기 적어도 제 1 및 제 2 현재 토크 교정 변수들 중 하나 이상이 토크-중립 방식으로 변경되도록 구현된,
    내연기관을 제어하기 위한 장치.
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