KR101319001B1 - 내연기관의 도시평균유효압력 산출방법 및 도시평균유효압력 산출장치 - Google Patents

내연기관의 도시평균유효압력 산출방법 및 도시평균유효압력 산출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 내연기관의 도시평균유효압력 산출방법은, 내연기관의 실린더에 장착된 압력측정부가 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하는 제1 단계; 제어부가 상기 제1 단계에서 측정된 크랭크각도별 실린더 내부압력에서 해당 크랭크각도의 모터링압력을 차감하여 크랭크각도별 차이압력을 산출하는 제2 단계; 상기 제어부가 상기 제2 단계에서 산출된 차이압력을 사전에 설정된 구간에서 적분하여 도시평균유효압력을 산출하는 제3 단계;를 포함한다. 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법 및 도시평균유효압력 산출장치를 이용하면, 별도의 토크센서를 이용하지 아니하더라도 실린더 내부압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출할 수 있으므로 도시평균유효압력을 산출하는데 소요되는 비용을 절감시킬 수 있고, 도시평균유효압력 산출을 위한 데이터 개수와 계산량을 현저히 감소시켜 도시평균유효압력을 실시간으로 산출할 수 있으므로 실시간 엔진제어가 가능해진다는 장점이 있다.

Description

내연기관의 도시평균유효압력 산출방법 및 도시평균유효압력 산출장치{Method and apparatus for calculating Indicated mean effective pressure of internal combustion engine}
본 발명은 내연기관의 실린더 내부압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 도시평균유효압력 산출에 이용되는 데이터의 개수와 계산 범위를 현저히 줄일 수 있는 도시평균유효압력 산출방법 및 산출장치에 관한 것이다.
내연기관, 예를 들어 자동차의 엔진은 실린더 및 실린더 내에서 왕복 직선운동하는 피스톤을 포함하여 구성되며, 실린더 내에서 연료가 연소하면, 도시일(indicated work)이 생성되게 된다. 그리고 도시일은 피스톤에 연결된 크랭크축을 통하여 각 구동부로 전달됨으로써 자동차가 구동될 수 있게 된다.
한편, 다기통의 자동차 엔진에는 다수의 실린더가 구비되어 있으며, 이 다수의 실린더에서 미리 정해진 순서에 따라 연소가 일어나 연속적으로 실린더 압력이 크랭크축의 회전일로 변환된다. 크랭크축에서 발생된 토크는 자동차의 운전성(drivability)에 많은 영향을 미친다. 설계상으로는, 각 실린더에서 동일한 크기의 토크가 발생되도록 구성되어 있으나, 실제로는 엔진 부품의 생산공차나 부품의 노화 등과 같은 다양한 요인에 의해 연소되는 연료의 양이나 실린더에 흡입되는 공기의 양 등에 차이가 발생하게 되며, 이러한 차이로 인해 각 실린더에서 발생되는 토크에 차이가 발생하게 된다.
실린더별 발생하는 토크의 차이는 크랭크축에서 나오는 토크를 직접 측정하는 방법에 의해 얻어진다. 기존에는 자동차의 엔진 토크를 측정하기 위하여 스트레인 게이지 (Strain gauge), SAW (Surface acoustic wave), EMD (Embedded magnetic domain) 등의 토크 센서를 이용하였다. 그러나 토크 측정을 위한 토크센서는 가격이 비싸기 때문에 실험용으로만 사용되고 있으며, 양산차량에는 현실적으로 적용이 어려운 것이 사실이다. 또한 토크 측정을 위한 맵을 이용할 경우에는 수많은 시험이 필요할 뿐만 아니라 엔진 부품의 노후나 외란 등에 의하여 처음 맵 작성당시의 환경과 달라지면 오차가 많이 발생하는 단점이 있다.
엔진 토크를 정확하게 측정하기 위한 또 다른 방법으로는, 실린더 압력을 측정한 후 <식 1>에 대입하여 연산함으로써 얻어지는 도시평균유효압력 (IMEP: Indicated mean effective pressure)을 이용한 토크 측정 방법이 있다. IMEP는 연소 정보를 즉각적으로 나타내는 실린더 압력으로부터 얻어지기 때문에 엔진 토크를 정확하게 측정하는 데 적합하다.
<식 1>
Figure 112011091578253-pat00001
n은 적분구간,
Figure 112011091578253-pat00002
는 크랭크 앵글의해상도,
Figure 112011091578253-pat00003
는 한 개 실린더의 배기량,
Figure 112011091578253-pat00004
은 실린더 압력을 나타낸다.
그러나 도시평균유효압력을 계산하기 위해서는 한 사이클 전체에 대한 실린더 압력 데이터가 모두 필요하게 되므로, 크랭크 각 1˚마다 실린더 압력을 샘플링 하는 경우에는 하나의 실린더에 대하여 720개의 데이터가 필요하게 된다. 그리고 4 기통 엔진의 경우에는 2880번의 데이터 샘플링 및 계산이 한 사이클 안에 모두 완료되어야 한다. 이러한 과도한 계산량은 상용 엔진 제어기는 물론 고성능 제어기가 실시간으로 수행하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 별도의 토크센서를 이용하지 아니하더라도 실린더 내부압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출할 수 있고, 도시평균유효압력 산출을 위한 데이터 개수와 계산량을 현저히 감소시킴으로써 도시평균유효압력을 실시간으로 산출할 수 있는 도시평균유효압력 산출방법 및 도시평균유효압력 산출장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 내연기관의 도시평균유효압력 산출방법은, 내연기관의 실린더에 장착된 압력측정부가 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하는 제1 단계; 제어부가 상기 제1 단계에서 측정된 크랭크각도별 실린더 내부압력에서 해당 크랭크각도의 모터링압력을 차감하여 크랭크각도별 차이압력을 산출하는 제2 단계; 상기 제어부가 상기 제2 단계에서 산출된 차이압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 제3 단계;를 포함한다.
상기 제3 단계는, 상기 제2 단계에서 산출된 차이압력을 하기 <식 5>에 대입하여 도시평균유효압력을 산출하도록 구성된다.
<식 5>
Figure 112011091578253-pat00005
(Vs:단일 실린더 행정체적, Pdiff:차이압력, θ:크랭크각도, EOC:end of combustion, SOC:start of combustion)
상기 제1 단계는, 상기 압력측정부가 연소시작점(SOC)부터 연소종료점(EOC)까지의 범위 내에서 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하도록 구성된다.
상기 제3 단계는, 상기 제2 단계에서 산출된 차이압력을 하기 <식 6>에 대입하여 도시평균유효압력을 산출하도록 구성된다.
<식 6>
Figure 112011091578253-pat00006
(Vs:단일 실린더 행정체적, Pdiff:차이압력, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center)
상기 제1 단계는, 상기 압력측정부가 연소상사점(fTDC) 15˚ 이전부터 연소상사점(fTDC) 135˚ 이후까지의 범위 내에서 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하도록 구성된다.
크랭크각도별 모터링압력은, 실린더의 설계조건에 맞춰 사전에 설정된다.
크랭크각도별 모터링 압력은, 상기 제어부가 크랭크각도별 실린더 내부압력과 실린더체적을 하기 <식 7>에 대입하여 모터링압력을 산출하도록 구성된다.
<식 7>
Figure 112011091578253-pat00007
(Pmot:모터링압력, θref,1:실린더 내부압력이 측정된 어느 하나의 크랭크각도, n:폴리트로픽 지수)
본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출장치는, 내연기관의 실린더에 장착되어 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하는 압력측정부; 상기 차이압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
상기 제어부는 상기 차이압력을 하기 <식 5>에 대입하여 도시평균유효압력을 산출하도록 구성된다.
<식 5>
Figure 112011091578253-pat00008
(Vs:단일 실린더 행정체적, Pdiff:차이압력, θ:크랭크각도, EOC:end of combustion, SOC:start of combustion)
상기 압력측정부는 연소시작점(SOC)부터 연소종료점(EOC)까지의 범위 내에서 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하도록 구성된다.
상기 제어부는 상기 차이압력을 하기 <식 6>에 대입하여 도시평균유효압력을 산출하도록 구성된다.
<식 6>
Figure 112011091578253-pat00009
(Vs:단일 실린더 행정체적, Pdiff:차이압력, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center)
상기 압력측정부는 연소상사점(fTDC) 15˚ 이전부터 연소상사점(fTDC) 135˚ 이후까지의 범위 내에서 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하도록 구성된다.
크랭크각도별 모터링압력은, 실린더의 설계조건에 맞춰 사전에 설정된다.
크랭크각도별 모터링 압력은, 상기 제어부가 크랭크각도별 실린더 내부압력과 실린더체적을 하기 <식 7>에 대입하여 모터링압력을 산출하도록 구성된다.
<식 7>
Figure 112011091578253-pat00010
(Pmot:모터링압력, θref,1:실린더 내부압력이 측정된 어느 하나의 크랭크각도, n:폴리트로픽 지수)
상기 제어부에서 산출된 도시평균유효압력을 화상으로 출력하거나 데이터신호로 출력하는 출력부를 더 포함한다.
본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법 및 도시평균유효압력 산출장치를 이용하면, 별도의 토크센서를 이용하지 아니하더라도 실린더 내부압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출할 수 있으므로 도시평균유효압력을 산출하는데 소요되는 비용을 절감시킬 수 있고, 도시평균유효압력 산출을 위한 데이터 개수와 계산량을 현저히 감소시켜 도시평균유효압력을 실시간으로 산출할 수 있으므로 실시간 엔진제어가 가능해진다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출장치의 블록도이다.
도 3은 실린더 내부압력과 모터링압력과 차이압력을 도시하는 그래프이다.
도 4는 차이압력을 확대하여 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법의 샘플링구간을 도시하는 그래프이다.
도 6은 종래의 도시평균유효압력 산출방법으로 산출된 도시평균유효압력과 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법으로 산출된 도시평균유효압력을 비교하는 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법 및 도시평균유효압력 산출장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출장치의 블록도이며, 도 3은 실린더 내부압력과 모터링압력과 차이압력을 도시하는 그래프이고, 도 4는 차이압력을 확대하여 도시하는 그래프이다.
실린더의 내부압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출할 때에는 일반적으로 내연기관의 1사이클 주기 동안 실린더 내부압력을 측정한 후, 측정된 실린더 내부압력(이하 '실린더 내부압력'이라 약칭함)을 하기 <식 2>에 대입하여 계산 하였었다.
<식 2>
Figure 112011091578253-pat00011
(Vs:단일 실린더 행정체적, Pcyl:실린더 내부압력, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center)
상기 <식 2>는 4행정 내연기관의 도시평균유효압력을 산출하기 위한 계산식으로서, 1사이클이 진행되는 동안 크랭크는 2회전하게 되므로 적분 구간은 총 720˚(TDC를 기준으로 -360˚ ~ 360˚)로 설정되며, 실린더 전체 압력을 적분하여 도시평균유효압력을 구하도록 설정된다.
그러나 상기와 같이 실린더압력을 계산을 하는 경우, 720˚ 구간에 걸쳐 많은 수의 데이터(명확하게는 실린더 내부압력 데이터)를 측정해야하고 실린더 전체 압력을 적분해야하므로, 계산량이 많아지고 이에 따라 도시평균유효압력을 실시간으로 빠르게 산출할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 도시평균유효압력 산출에 필요한 데이터 개수와 계산량을 현저히 감소시킴으로써 도시평균유효압력을 실시간으로 빠르게 산출할 수 있도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다. 이하, 도시평균유효압력 산출을 위한 데이터 개수와 계산량을 현저히 감소시킬 수 있도록 도시평균유효압력 계산식을 변형하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
<식 2>에서 실린더 내부압력(Pcyl)은 도 3에 도시된 바와 같이 피스톤 압축에 의해서 발생하는 모터링 압력(Pmotoring)과 연소에 의해서 발생하는 차이압력(Pdiff)의 합이라 할 수 있으므로 <식 3>과 같은 관계가 성립한다.
<식 3>
Figure 112011091578253-pat00012
(Vs:단일 실린더 행정체적, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center, Pmotoring:모터링압력, Pdiff:차이압력)
이때, <식 3>에서 1사이클이 완료되는 동안 모터링압력에 의한 일은 0이므로 IMEP는 <식 4>와 같이 표현 할 수 있다.
<식 4>
Figure 112011091578253-pat00013
(Vs:단일 실린더 행정체적, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center, Pdiff:차이압력)
또한, <식 4>에서 차이압력은 연소 시작과 동시에 발생하고 연소가 끝나는 시점에 소멸되므로 <식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
<식 5>
Figure 112011091578253-pat00014
(Vs:단일 실린더 행정체적, θ:크랭크각도, SOC:Start Of Combustion, EOC:End Of Combustion, Pdiff:차이압력)
사용자는 차이압력(Pdiff)을 산출한 후 이를 <식 5>에 대입하여 연소시작점(SOC)부터 연소종료점(EOC)까지의 구간에서 적분함으로써 도시평균유효압력을 산출할 수 있게 된다. 이와 같이 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법을 이용하면 실린더 내부압력을 측정하여 별도의 토크센서를 이용하지 아니하더라도 도시평균유효압력을 보다 정확하게 산출할 수 있다는 장점이 있다.
또한, <식 5>에 기재된 바와 같이 적분대상을 실린더 내부압력(Pcyl)이 아닌 차이압력(Pdiff)으로 하고 적분 구간을 720˚가 아닌 SOC~EOC(일반적으로 SOC~EOC는 180˚이하의 구간임)로 감소시키면, 도시평균유효압력 산출을 위해 요구되는 데이터 개수(실린더 내부압력 측정 개수)가 현저히 줄어들고 계산량이 현저히 감소되는바, 도시평균유효압력을 보다 빠르게 실시간으로 산출할 수 있고, 이에 따라 실시간 엔진제어가 가능해진다는 효과를 얻을 수 있다.
한편, SOC와 EOC의 검출은 노이즈에 매우 민감하고 계산량도 많아 실시간으로 정확하게 계산하기 어렵다는 단점이 있다. 이때, SOC와 EOC를 실험 및 분석해 보면, SOC는 연소상사점(fTDC)보다 약 10˚ 앞쪽에 위치하게 되고 EOC는 연소상사점(fTDC)보다 약 130˚ 뒤쪽에 위치하는바, 차이압력(Pdiff) 적분구간을 하기 <식 6>과 같이 일정하게 고정시켜 도시평균유효압력을 보다 간편하게 산출할 수도 있다.
<식 6>
Figure 112011091578253-pat00015
(Vs:단일 실린더 행정체적, Pdiff:차이압력, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center)
이와 같이 차이압력(Pdiff) 적분구간을 연소상사점 15˚ 이전부터 연소상사점 135˚ 이후까지로 고정 설정하면, 연소시작점(SOC) 및 연소종료점(EOC) 계산과정이 필요 없으므로 도시평균유효압력을 보다 빠르게 산출할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 과정에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하고자 하는 경우, 내연기관의 실린더에 장착된 압력측정부를 이용하여 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하고(S10), 제어부가 측정된 크랭크각도별 실린더 내부압력에서 해당 크랭크각도의 모터링압력을 차감하여 크랭크각도별 차이압력을 산출하면(S20), 상기 산출된 차이압력을 상기 <식 5> 또는 <식 6>에 대입하여 도시평균유효압력을 산출하게 된다. 이때, <식 5>를 이용하여 도시평균유효압력을 산출하고자 하는 경우에는 압력측정부가 연소시작점(SOC)부터 연소종료점(EOC)까지의 범위 내에서만 실린더 내부압력을 측정하도록 하고, <식 6>을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하고자 하는 경우에는 압력측정부가 연소상사점(fTDC) 15˚ 이전부터 연소상사점(fTDC) 135˚ 이후까지의 범위 내에서 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하도록 한다. <식 5>를 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 경우와 <식 6>을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 경우에 대한 각각의 장단점은 상기에서 상세히 설명하였는바, 이에 대한 추가 설명은 생략하기로 한다.
상기 언급한 바와 같이 차이압력을 산출하기 위해서는 실린더 내부압력과 모터링압력이 각각 필요한데, 실린더 내부압력은 압력측정부에서 얻어질 수 있지만, 모터링압력을 측정하기 위한 구성은 별도로 구비되지 아니하는바 상기 모터링압력은 실린더 설계조건 즉, 실린더의 크기 및 형상, 속도 등에 맞춰 사전에 설정될 수 있다. 모터링압력은 여러 가지 조건에 따라 미세하게나마 변동될 수 있으나 실린더 설계조건에 맞춰 사전에 설정된 값과 크게 차이나지 아니하므로 크랭크각도별 차이압력에는 큰 오차가 발생되지 아니하게 된다.
이때, 모터링압력을 보다 정확하게 얻고자 하는 경우에는 실제상황별로 모터링압력을 산출할 수도 있다. 즉, 실린더 내부에서의 열-압력 변화는 폴리트로픽변화에 해당한다 할 수 있으므로, 제어부가 크랭크각도별 실린더 내부압력과 실린더체적을 하기 <식 7>에 대입하여 모터링압력을 산출하도록 구성될 수도 있다.
<식 7>
Figure 112011091578253-pat00016
(Pmot:모터링압력, θref,1:실린더 내부압력이 측정된 어느 하나의 크랭크각도, θ:임의의 크랭크각도, n:폴리트로픽 지수)
즉, 어느 하나의 크랭크각도에서의 실린더압력(Pcyl(θref,1)) 및 실린더체적(V(θref,1))을 측정하고, 모터링압력 산출을 원하는 임의의 크랭크각도에서의 실린더체적(V(θ))을 계산한 후, 각 값을 상기 <식 7>에 대입하면, 임의의 크랭크각도에서의 모터링압력(Pmot)을 얻을 수 있게 된다.
이때, 폴리트로픽 지수(n)는 해당 조건에 따라 적절하게 선정되어야 하는데, 이와 같은 폴리트로픽 지수(n) 선정방법은 본 발명이 해당하는 기술분야에서 이미 활용되고 있는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출장치는 상기 언급한 압력측정부와 제어부를 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 압력측정부 및 제어부에 대해서는 도 1을 참조하여 상세히 설명하였는바, 이에 대한 추가 설명은 생략한다. 이때, 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 압력측정부(100) 및 제어부(200) 뿐만 아니라, 제어부(200)에서 산출된 도시평균유효압력을 화상으로 출력하거나 데이터신호로 출력하는 출력부(300)를 더 포함할 수 있다. 상기 출력부(300)는 산출된 도시평균유효압력을 화상으로 보여주는 디스플레이장치가 될 수도 있고, 산출된 도시평균유효압력이 엔진제어에 실시간으로 활용될 수 있도록 상기 도시평균유효압력 데이터신호를 차량의 ECU 등으로 전송하는 신호출력장치가 될 수도 있다.
도 5는 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법의 샘플링구간을 도시하는 그래프이고, 도 6은 종래의 도시평균유효압력 산출방법으로 산출된 도시평균유효압력과 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법으로 산출된 도시평균유효압력을 비교하는 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이 종래의 도시평균유효압력 산출방법을 이용하는 경우에는 총 720˚의 구간에서 실린더 내부압력을 적분해야 하지만, 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법을 이용하는 경우에는 총 150˚의 구간에서 차이압력만을 적분하기만 하면 되므로, 도시평균유효압력 산출에 필요한 데이터 개수와 계산량이 현저히 절감됨을 알 수 있다.
또한, 종래의 도시평균유효압력 산출방법으로 산출된 도시평균유효압력(IMEP)과 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법으로 산출된 도시평균유효압력(IMEPdiff)은, 도 6에 도시된 바와 같이 큰 오차 없이 선형을 이루며 일치하는바, 본 발명에 의한 도시평균유효압력 산출방법을 이용하더라도 매우 정확한 도시평균유효압력을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 압력측정부 200 : 제어부
300 : 출력부

Claims (15)

  1. 내연기관의 실린더에 장착된 압력측정부가 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하는 제1 단계;
    제어부가 상기 제1 단계에서 측정된 크랭크각도별 실린더 내부압력에서 해당 크랭크각도의 모터링압력을 차감하여 크랭크각도별 차이압력을 산출하는 제2 단계;
    상기 제어부가 상기 제2 단계에서 산출된 차이압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 제3 단계;
    를 포함하며,
    상기 제1 단계는,
    상기 압력측정부가 연소상사점(fTDC) 15˚ 이전부터 연소상사점(fTDC) 135˚ 이후까지의 범위 내에서 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하도록 구성되며,
    상기 제3 단계는, 상기 제2 단계에서 산출된 차이압력을 하기 <식 6>에 대입하여 도시평균유효압력을 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도시평균유효압력 산출방법.
    <식 6>
    Figure 112013082245931-pat00018

    (Vs:단일 실린더 행정체적, Pdiff:차이압력, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    크랭크각도별 모터링압력은, 실린더의 설계조건에 맞춰 사전에 설정되는 것을 특징으로 하는 도시평균유효압력 산출방법.
  7. 제1항에 있어서,
    크랭크각도별 모터링 압력은, 상기 제어부가 크랭크각도별 실린더 내부압력과 실린더체적을 하기 <식 7>에 대입하여 연산함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 도시평균유효압력 산출방법.
    <식 7>
    Figure 112013052166121-pat00019

    (Pmot:모터링압력, θref,1:실린더 내부압력이 측정된 어느 하나의 크랭크각도, θ:임의의 크랭크각도, n:폴리트로픽 지수)
  8. 내연기관의 실린더에 장착되어 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하는 압력측정부;
    상기 압력측정부에서 측정된 실린더 내부압력에서 모터링압력을 차감하여 차이압력을 산출하고, 상기 차이압력을 이용하여 도시평균유효압력을 산출하는 제어부;
    를 포함하여 구성되며,
    상기 압력측정부는 연소상사점(fTDC) 15˚ 이전부터 연소상사점(fTDC) 135˚ 이후까지의 범위 내에서 크랭크각도별 실린더 내부압력을 측정하도록 구성되며,
    상기 제어부는 상기 차이압력을 하기 <식 6>에 대입하여 도시평균유효압력을 산출하는 것을 특징으로 하는 도시평균유효압력 산출장치.
    <식 6>
    Figure 112013082245931-pat00021

    (Vs:단일 실린더 행정체적, Pdiff:차이압력, θ:크랭크각도, CA:Crank angle, AfTDC:After firing Top Dead Center, BfTDC: Before firing Top Dead Center)
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    크랭크각도별 모터링압력은, 실린더의 설계조건에 맞춰 사전에 설정되는 것을 특징으로 하는 도시평균유효압력 산출장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 크랭크각도별 실린더 내부압력과 실린더체적을 하기 <식 7>에 대입하여 크랭크각도별 모터링압력을 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도시평균유효압력 산출장치.
    <식 7>
    Figure 112013052166121-pat00022

    (Pmot:모터링압력, θref,1:실린더 내부압력이 측정된 어느 하나의 크랭크각도, θ:임의의 크랭크각도, n:폴리트로픽 지수)
  15. 제8항에 있어서,
    상기 제어부에서 산출된 도시평균유효압력을 화상으로 출력하거나 데이터신호로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도시평균유효압력 산출장치.
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