KR101362695B1 - 내연기관 작동 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 실린더 및, 피보호 부품을 포함하는 배기 가스관을 포함하는 내연기관에 관한 것이다. 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도는 내연기관의 섹션의 동적 거동을 고려하여 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정된다. 피보호 부품의 평가된 정적 부품 온도는 내연기관의 섹션의 동적 거동을 고려하지 않고 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정된다. 실제값은 피보호 부품의 평가된 동적 및 정적 부품 온도에 따라 부품의 부품 온도를 결정한다. 상기 보품의 보호 조치는 피보호 부품의 부품 온도의 실제 값에 따라 실시된다.

Description

내연기관 작동 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 하나 이상의 실린더, 특히 다수의 실린더, 및 피보호 부품을 포함하는 배기 가스관을 포함하는 내연기관을 작동시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 피보호 부품은 예를 들면, 배기 가스관에 포함되는 촉매 변환기일 수 있다.
내연기관을 포함하는 차량으로부터 허용된 오염물 배출과 관련된 엄격한 법 규정이 증가함으로써 적어도 내연기관의 설정 작동 영역 내에 가능한 낮은 오염물 배출을 유지하는 것이 필요하다. 이는 우선적으로 내연기관의 각각의 실린더 내의 공기-연료 혼합물의 연소 동안 발생되는 오염물 배출을 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 두 번째로, 배기 가스 처리 시스템은 각각의 실린더 내의 공기-가스 혼합물의 연소의 공정 동안 발생되는 오염물 배출을 무해한 물질로 변환하기 위하여 내연기관 내에 이용된다. 일산화탄소, 탄화수소 및 질소산화물을 무해한 물질로 변환할 수 있는 촉매 변환기가 이러한 목적을 위해 이용된다.
촉매 변환기의 유용한 장기 변환 성능을 위한 필요조건은 촉매 변환기가 과열되지 않는 것이다. 이러한 이유 때문에, 특히 매우 높은 출력이 내연기관에 의해 발생되는 것이 기대되는 내연기관의 작동 영역내에서, 촉매 변환기의 과열 방지 가 필요한 곳에서 측정이 실시되는 것이 필요하다.
DE 10 2004 033 394 B3는 공기-연료 혼합물에 영향을 미침으로써 배기-가스 온도를 설정하고 배기 가스관 내에 피보호 부품에 대한 온도를 계산하는 온도 모델을 포함하는 엔진 제어부가 공개된다. 온도 모델은 배기 가스관 내에 포함되는 부품에 대한 예상 온도를 결정하며, 상기 온도는 현 작동 및 구동 상태를 유지하는 동안 매우 긴 시간 후 설정된다. 에상 온도는 연속 작동시 설정되는 피보호 부품에 대한 부품 온도이다. 부품을 보호하기 위하여, 엔진 제어 시스템은 예상 온도에 따라 배기 가스를 조절한다.
본 발명의 목적은 내연기관을 작동하기 위한 간단하고 및/또는 확실한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다. 본 발명의 유용한 실시예는 종속항에 제시된다.
본 발명은 내연기관을 작동하기 위한 방법 및 대응 장치에 관한 것으로, 하나 이상의 실린더 및 피보호 부품을 포함하는 배기 가스관을 포함하는 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 내연기관은 또한 다수의 실린더를 포함한다. 피보호 부품은 바람직하게는 배기 가스관 내의 촉매 변환기이지만, 예를 들면 배기기스 터보과급기의 터빈과 같은, 배기 가스관의 소정의 다른 부품이 되는 것도 가능하다. 피보호 부품의 평가되는 동적 부품 온도가 내연기관의 섹션의 동적 특성을 고려하여 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정된다. 작동 변수는 측정 변수 및 내연기관에 속하는 변수로부터 유도되는 값으로 이해되어야 한다.
피보호 부품의 평가되는 정적 부품 온도는 내연기관의 섹션의 동적 거동(behaviour)을 고려하지 않고 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정된다.
섹션은 하나 이상의 작동 변수에 관련된 평가되는 동적(dynamic) 또는 정적(stationary) 부품 온도의 측정과 관련되는 내연기관의 부분을 나타낸다.
평가되는 동적 또는 정적 부품 온도의 측정을 위해, 옵저버(observer)로서 지칭될 수도 있는 대응하는 물리적 모델이 제공되는 것이 바람직하다. 평가되는 동적 부품 온도는 피보호 부품의 실제 현 부품 온도를 나타내며, 평가된 정적 부품 온도는 평가되는 정적 부품 온도를 결정하기 위하여 이용되는 하나 이상의 작동 상태의 값에 관련하여 정적 상태 하에서 설정된다.
피보호 부품의 부품 온도에 대한 실제 값은 피보호 부품의 평가되는 동적 및 정적 부품 온도의 함수로서 결정된다. 피보호 부품에 대한 보호 조치(measures)는 피보호 부품의 부품 온도의 실제 값에 따라 실시된다.
피보호 부품의 평가되는 동적 및 정적 부품 온도에 따라 피보호 부품의 부품 온도의 실제 값을 결정하기 위하여, 동적 부품 온도와 정적 부품 온도 사이의 값 범위는 각각의 현 작동 모드에 따라 실제 값에 할당될 수 있어 수행되는 보호 조치의 특히 적절한 평가가 실제 값에 따라 각각의 작동 모드를 위해 달성될 수 있다.
본 발명의 유용한 일 실시예에 따라, 정상성 계수(stationarity coefficient)에 따라, 그리고 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정되고, 방법에 영향을 미치는 것이 가능하고 이 방법에 의해 피보호 부품의 평가되는 동적 또는 정적 부품 온도가 부품 온도의 실제값에 할당된다.
이러한 방식으로, 내연기관의 현 작동의 정상성 정도가 피보호 부품의 동적 또는 피보호 부품 온도가 보호 조치의 가능한 실시로서 효율의 의미로 피보호 부품의 부품 온도의 실제 값에 할당되어야 하는 지를 어느 정도 결정한다는 지식을 이용한다. 특히 비 정적식 작동 상태를 따라 실질적 정적 작동 상태에서, 피보호 부품의 실제 부품 온도가 평가되는 정적 부품 온도에 느리게 도달하는 것이 명백하게 된다. 이러한 정도로, 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도가 실제값을 결정하기 위하여 야드스틱(yardstick)으로서 이용되는 경우 불필요한 보호 조치를 회피하기 위하여 실질적 정적 작동 상태에서 정밀한 것이 장점이다.
본 발명의 추가의 유용한 일 실시예에 따라, 정상성 계수는 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도의 구배이다. 이러한 방식으로, 정상성 계수는 특별히 간단한 방식으로 그리고 이미 결정된 값으로부터 충분히 정밀하게 계산될 수 있다.
본 발명의 추가의 유용한 실시예에 따라, 정상성 계수는 피보호 부품의 평가된 동적 및 정적 부품 온도 사이의 차이이다. 이러한 방식으로, 정상성 계수는 또한 특별히 간단한 방식으로 그리고 이미 결정되는 값으로부터 충분히 정밀하게 계산될 수 있다.
본 발명의 추가의 유용한 일 실시예에 따라, 정상성 계수는 피보호 부품의 평가된 동적 및 정적 부품 온도 사이의 차이의 구배이다. 이러한 방식으로, 정상성 계수는 특별히 정밀한 방식으로 계산될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 이후 개략적인 도면에 의해 보여진다.
도 1은 내연기관이고,
도 2는 내연기관의 작동을 보여주는 블록도이다.
동일한 설계 또는 기능을 가진 요소는 2개의 도면에서 동일한 도면부호로 표시된다.
내연기관(도 1)은 흡입관(1), 엔진 블록(2), 실린더 헤드(3) 및 배기 가스관(4)을 포함한다. 흡입관(1)은 바람직하게는 트로틀 밸브(5)를 포함하며, 매니폴드(6) 및 실린더(Z1)로 이어져 흡입 채널을 경유하여 엔진 블록(2) 내로 이어지는 흡입 파이프(7)를 더 포함한다. 엔진 블록(2)은 커넥팅 로드(10)를 경유하여 실린더(Z1)의 피스톤(11)으로 연결되는 크랭크샤프트(8)를 더 포함한다.
실린더 헤드(3)는 가스 유입 밸브(12) 및 가스 유출 밸브(13)를 가지는 밸브 구동부를 포함한다.
실린더 헤드(3)는 주입 밸브(18) 및 스파크 플러그(19)를 더 포함한다. 이와 달리, 주입 밸브(18)는 또한 흡입 파이프(7)에 배치될 수 있다. 주입 밸브(18)는 연료 공급 장치 및 주입 밸브(18)용 트리거 장치를 포함하며 바람직하게는 연료 펌프도 포함하는 주입 시스템의 부분이다. 스파크 플러그(19)는 스파크 플러그(19)에 대한 트리거 장치를 포함하는 점화 시스템의 부분이다.
배기 가스관(4)에서, 촉매 변환기(21)가 배치되고, 상기 변환기는 바람직하 게는 3방 촉매 변환기로서 구성된다. 이와 달리 또는 부가적으로 촉매 변환기(21)는 NOX 촉매 변환기로서 구성될 수 있다.
더욱이, 배기 가스 터보과급기의 터빈(22)은 배기 가스관에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 터빈(22)은 흡입관(1) 내의 압축기(23)를 구동한다. 상술된 것에 부가하여, 또한 도시되지 않은 제 2 공기 주입 장치가 있으며, 제 2 공기 주입 장치에 의해 신선한 공기가 배기 가스관(4) 내로 공급될 수 있다.
내연기관은 다수의 그룹으로 분리될 수 있는 다수의 실린더(Z1 내지 Z8)를 포함하며 상기 그룹 각각은 자체 배기 가스관으로 선택적으로 할당될 수 있다.
제어 장치(25)가 제공되고, 상기 장치는 다양한 측정 변수를 기록하고 각각의 측정 변수의 값을 결정하는 센서가 할당된다. 작동 변수는 측정 변수 및 이로부터 유도되는 변수 모두들 포함한다. 제어 장치(25)는 하나 이상의 측정 변수에 따라 조작 변수를 결정하며, 상기 조작 변수는 이어서 대응 작동 구동부에 의해 작동 요소를 제어하기 위해 하나 또는 다수의 작동 신호로 변환된다. 제어 장치(25)는 또한 내연기관을 제어하기 위한 장치로서 또는 내연기관을 작동하기 위한 장치로서 이용될 수 있다.
센서는 구동 페달(27)의 구동 페달 위치를 기록 하는 페달 위치 센서(26), 트로틀 밸브(5)의 상류부의 매스 공기 유동을 기록하는 공기 매스 센서(28), 흡입 공기 온도(TIA)를 기록하는 제 1 온도 센서(32), 매니폴드(6) 내의 흡입 압력을 기록하는 흡입 압력 센서(34), 회전수(N)가 할당되는 크랭크각도를 기록하는 크랭크 각 센서(36), 및 냉매 온도(TCO)를 기록하는 제 2 온도 센서(38)이다.
더욱이, 배기 가스 탐침(42)이 제공되고, 상기 탐침은 촉매 변환기(21)의 상류부 또는 촉매 변환기(21)에 배치되고 배기 가스의 잔류 산소 함량 및 연료가 산화되기 전에 배기 가스관(4)의 배기 가스 탐침(42)의 상류부 및 할당된 실린더 또는 실린더들(Z1 내지 Z8)의 연소 챔버 내의 공/연비의 특성인 측정 신호를 결정한다.
본 발명의 실시예에 따라, 상술된 센서의 소정의 서브세트가 존재할 수 있거나 부가 센서가 존재할 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 차량 속도(VS)를 결정하기 위한 센서가 또한 제공된다.
작동 요소는, 예를 들면, 트로틀 밸브(5), 가스 유입 및 가스 유출 밸브(12, 13), 주입 밸브(18), 스파크 밸브(19) 또는 터빈(22)이다.
작동 요소 및 센서가 특히 실린더(Z1)에 대해 도 1에 도시된다. 추가의 실린더는 또한 바람직하게는 대응하는 작동 요소 및 선택적으로 센서가 할당된다. 바람직하게는 각각의 실린더가 주입 밸브(18) 및 스파크 플러그(19)가 할당된다.
제어 장치(25)는 바람직하게는 람다 조절 유닛의 부분을 형성하는 람다 조절기를 포함한다.
도 2 내의 블록 회로도는 배기 가스관을 피보호 부품에 대한 보호 조치를 실시하는 제어 장치(25)의 기능성을 더욱 상세하게 보여준다. 배기 가스관(4) 내에 피보호 부품은 바람직하게는 촉매 변환기(21)이다. 또한 배기 가스관, 그러나, 터빈(22)과 같은 소정의 다른 부품일 수 있다.
도 2 내의 블록 회로도의 기능성은 바람직하게는 제어 장치(25) 내의 프로그램의 형태로 저장되며 내연기관의 작동 동안 제어 장치(25)에서 작동된다.
블록(B1)은 배기 가스관(4) 내로 각각의 실린더(Z1 내지 Z8)의 연소 챔버의 출구 까지 연장하는 내연기관의 물리적 모델을 포함한다. 모델은 또한 옵저버로서 지칭될 수 있다. 연소 챔버로부터 배출 동안 평가된 동적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_DYN) 및 입력 변수에 따라 연소 챔버로부터 배출 동안 평가된 정적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_ST)를 결정하도록 설계된다. 입력 변수는 회전수(N), 매스 공기 유동(MAF), 제 2 공기 주입 장치를 경유하여 배기 가스관(4)으로 공급될 수 있는 제 2 매스 공기 유동(SAF), 점화 각도가 각각의 스파크 플러그(19) 내에 실제로 발생하는 실제 점화 각도(IGA_AV), 바람직하게는 내연기관의 각각의 실린더(Z1 내지 Z8) 내의 람다 조절기를 이용하여 설정되는 기준 공기/연료 비율(LAM_SP), 냉각 온도(TCO) 및 흡입 공기 온도(TIA)이다.
블록(B1)의 입력 변수는 또한 위에서 설정된 작동 변수의 서브세트 또는 부가 변수일 수 있다. 기준 공기/연료 비율(LAM_SP) 대신에, 실제 공기/연료 비율은 블록(B1)의 입력 변수일 수 있으며, 상기 비율은 배기 가스 센서(42)의 측정 신호로부터 유도된다. 실제 점화 각도(IGA_AV) 대신, 기준 점화 각도가 블록(B1)의 입력 변수가 되는 것도 가능하다.
평가된 동적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_DYN)의 결정을 위해 연소 챔버로부터 배출 동안 모델은 블록(B1)의 입력 변수에 대해 섹션의 에너지를 고려한다. 이러한 결정에서, 특히 섹션의 대응하는 요소의 비열 특성 및 반응 시간 또는 다른 지연 시간을 고려한다.
평가된 정적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_ST)의 결정 동안 연소 챔버로부터 배출 동안, 모든 이러한 동적 영향은 무시되어 결과적인 배기 가스 온도가 평가되어, 정적 작동 사태가 현 입력 변수에 대한 값이 우세하다고 가정하자.
블록(B2)은 촉매 변환기(21)의 입력 단부에서 평가된 배기 가스 온도를 얻는 의미로 촉매 변환기(21)의 입력 단부로 각각의 실린더(Z1 내지 Z8)의 배출 챔버로부터 출력으로부터 배기 가스관의 각각의 부분을 모델링하는 추가의 모델을 포함한다. 또한 이러한 모델은 내연기관의 대응 섹션의 옵저버로서 지칭될 수 있다.
블록(B2)의 모델은 또한 예를 들면 각각의 연소 챔버로부터 터빈으로의 출력으로부터 초래되는 배기 가스관의 제 1 파이프 피스를 나타내는 선택적으로 다수의 부분 모델 내로 분리될 수도 있어, 실제 터빈(22) 및 마지막으로 추가의 파이프 피스는 터빈으로부터 촉매 변환기(21)로 이어진다.
블록(B2)의 입력 변수는 연소 챔버로부터 배출 동안 평가된 동적 및 정적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_DYN, TEG_ENG_OUT_ST), 회전수(N), 기본적으로 또한 배기 가스 비율을 포함하는 매스 공기 유동(MAF), 차량 속도(VS), 대기 온도(T_AMB) 및 터빈에 대한 터빈 전력(POW_TUR)이다.
차량 속도(VS)는 예를 들면 회전수(N), 차량내에 내연기관이 포함되는 차량의 기어의 변속비, 및 차량의 휠의 휠 원주에 종속될 수 있다. 또한 이러한 목적을 위해 기술분야의 기술자에게 공지된 또 다른 방식으로 결정될 수 있다.
예를 들면, 흡입 공기 온도에 따라 대응하는 물리적 모델을 이용하여 또는 적절한 대기 온도 센서를 이용하여, 대기 온도(T_AMB)가 기록될 수 있다. 예를 들면 매스 공기 유동(MAF) 및 회전수(N)에 따라 공지된 성능 특성을 이용하여, 터빈 전력(POW_TUR)이 결정될 수 있다.
블록(B2)의 이러한 입력 변수에 부가하여, 내연기관의 추가의 작동 변수가 블록(B2)의 입력 변수로 되는 것이 가능하거나 상술된 입력 변수의 단지 하나의 서브세트가 블록(B2)의 입력 변수가 되는 것도 가능하다. 블록(B2)의 모델은 촉매 변환기(21)의 입력 단부에서 평가된 동적 및 정적 배기 가스 온도(TEG_CAT_IN_DYN, TEG_CAT_IN_ST)를 결정하도록 설계된다. 촉매 변환기(21)의 입력 단부에서 평가된 동적 및/또는 정적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_DYN, TEG_ENG_OUT_ST)의 결정은 블록(B1)의 모델에 따른 연소 챔버로부터 배출 동안 평가된 동적 및/또는 정적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_DYN, TEG_ENG_OUT_ST)를 계산하기 위하여 이용된 절차에 따라 계속된다. 블록(B2)의 모델은 연소 챔버의 출구로부터 그 안에 유동하는 배기 가스 상에 촉매 변환기(21)의 입력 단부에서 존(zone)으로 섹션 내에 위치하는 배기 가스관의 부품의 열적 영향을 고려한다.
옵저버로서 지칭될 수 있는 열 특성의 견지에서 촉매 변환기(21)의 블록(B4)은 모델을 포함하며 블록(B4)의 입력 변수에 따라, 촉매 변환기(21)의 평가된 동적 및 정적 부품 온도(T_CAT_DYN, T_CAT_ST)를 결정하도록 설계된다. 블록(B4)의 입력 변수는 촉매 변환기의 입력 단부에서 평가된 동적 및 정적 배기 가스 온도(TEG_CAT_IN_DYN, TEG_CAT_IN_ST), 회전수(N), 매스 공기 유동(MAF), 차량 속도(VS), 대기 온도(T_AMB) 및 기준 공기/연료 비율(LAM_SP)이며, 기준 공기/연료 공기는 촉매 변환기(21)를 보호하도록 보호 조치의 관계에서 바람직한 조종 변수로서, 촉매 변환기(21)의 온도 상에 상당한 영향을 가진다. 입력 변수는 또한 블록(B4)의 상술된 입력 변수의 서브세트 또한 내연기관의 부가 작동 변수일 수 있다.
촉매 변환기(21)의 평가된 동적 또는 정적 부품 온도(T_CAT_DYN, T_CAT_ST)의 결정은 연소 챔버로부터 배출 동안 평가된 동적 또는 정적 배기 가스 온도(TEG_ENG_OUT_DYN, TEG_ENG_OUT_ST)를 결정하는 견지에서 블록(B1) 내의 관련 절차에 따라 달성된다.
블록(B6)은 촉매 변환기(21)의 부품 온도의 실제값(T_CAT_AV)을, 즉 촉매 변환기(21)의 평가된 동적 및 정적 부품 온도(T_CAT_DYN, T_CAT_ST)에 따라, 결정하도록 설계된다. 이는 바람직하게는 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정되는 정적 계수를 고려한다. 정상성 계수는 바람직하게는 평가된 동적 부품 온도(T_CAT_DYN)의 구배이며 따라서 내연기관의 현 구동 작동의 정상성의 정도를 나타낸다. 예를 들면 평가된 동적 및 정적 부품 온도(T_CAT_DYN, T_CAT_ST) 및 정상성 계수에 따른 성능 특성을 이용하여, 촉매 변환기(21)의 부품 온도에 대한 실제값(T_CAT_AV)에 대한 할당이 달성될 수 있다. 바람직하게는 상기 할당은 상응하는 실험 또는 시뮬레이션에 의해서 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 구동 작업의 정상성이 증가하면서, 부품 온도에 대한 실제값(T_CAT_AV)은 촉매 변환기(21)의 평가된 동적 부품 온도(T_CAT_DYN)와 보다 근접하게 상관되는 한편, 구동 작업의 비정상성이 증가하면서, 부품 온도에 대한 실제값(T_CAT_AV)은 평가된 정적 부품 온도(T_CAT_ST)와 보다 근접하게 상관된다. 이러한 방식으로 최적 보호 조치가 각각의 구동 상황에서 균일한 방식으로 수행될 수 있고, 내연기관이 실제로 정적 상태에 있을 때, 보호 조치에 의해 불필요하게 넓은 개입(intervention)이, 특히 공기/연료 혼합물의 불필요한 농밀화(thickening)가 회피될 수 있다는 것이 이롭다고 밝혀졌다.
연결 지점(V1)에서, 조절 차이는 최대 값(T_CAT_MAX)과 촉매 변환기(21)의 부품 온도에 대한 실제 값(T_CAT_AV)으로부터 형성되고 대응하는 제어기가 구성되는 블록(B8) 내의 입력 변수로서 이용된다. 제어기는 즉, 촉매 변환기(21)의 현재의 예에서 피보호 부품에 대한 보호 조치를 실행하기 위해 이용된다.
촉매 변환기(21)의 평가된 동적 부품 온도(T_CAT_DYN)이 한계값(THD_CAT_PROT)을 초과할 때 블록(B8)에 대한 제어기가 작동된다. 한계값은 예를 들면 920 ℃일 수 있다. 촉매 변환기(21)의 부품 온도에 대한 최대값(T_CAT_MAX)이 예를 들면 950 ℃일 수 있다.
제어기는 바람직하게는 I-제어기로서 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 신속하고 진동이 없는 방식으로 촉매 변환기(21)의 부품 온도에 대한 최대값(T_CAT_MAX)을 설정하는 것이 가능하다. 제어기는 또한 예를 들면, P, PI, PID 또는 기술분야의 기술자에 공지된 다른 제어기로서 구성될 수 있다.
출력 단부에서 제어기는 예를 들면 기준 공기 연료 비율(LAM_SP)에 영향을 미치기 위한 요소일 수 있어 촉매 변환기(21)의 과열을 방기하기 위하여 공기/연료 혼합물을 두껍게 할 수 있는 부품 보호 조정 신호(SG_CAT_PROT)를 발생시킨다.
이와 달리, 블록(B6)에서, 구동 상황에 따라, 평가된 동적 및 정적 부품 온도(T_CAT_DYN, T_CAT_ST)로부터 유도된 중간값을 평가된 동적 또는 정적 부품 온도(T_CAT_DYN, T_CAT_ST) 중 어느 하나 또는 둘다 부품 온도에 대한 실제 값(T_CAT_AV)에 할당하는 것이 가능하다.
정상성 계수가 또한 예를 들면 평가된 동적 및 정적 부품 온도(T_CAT_DYN< T_CAT_ST) 사이의 차이로부터 결정될 수 있다.
정상성 계수는 예를 들면 평가된 동적 및 정적 부품 온도(T_CAT_DYN, T_CAT_ST) 사이의 차이로부터, 결정될 수 있다. 그러나, 예를 들면 페달 값 및/또는 목표 토크 및/또는 회전수에 따른 것과 같은 상이한 방식으로 결정될 수 있다.

Claims (6)

  1. 피보호 부품(21, 22)을 포함하는 배기 가스관(4) 및 하나 이상의 실린더(Z1 내지 Z8)를 가지는 내연기관을 작동시키기 위한 방법으로서,
    상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 동적 부품 온도가 내연기관의 일 섹션의 동적 거동을 고려하여, 상기 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정되는 단계;
    상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 정적 부품 온도가 내연기관의 상기 섹션의 동적 거동을 고려하지 않고, 상기 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 결정되는 단계;
    상기 피보호 부품(21, 22)의 부품 온도에 대한 실제 값이 (a) 상기 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도, (b) 상기 피보호 부품의 평가된 정적 부품 온도 및 (c) ⅰ)상기 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도의 구배 또는 ⅱ) 상기 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도와 상기 피보호 부품의 평가된 정적 부품 온도 간의 온도차의 구배 중 하나에 따라 결정되는 단계; 및
    상기 피보호 부품(21, 22)의 부품 온도에 대한 실제 값에 따라 상기 피보호 부품(21, 22)에 대해 보호 조치가 구현되는 단계;를 포함하는,
    내연기관 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 정상성 계수(stationarity coefficient)가 결정되고, 상기 정상성 계수에 따라, 상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 동적 및 정적 부품 온도를 상기 부품 온도에 대한 실제 값으로 할당하는 방법이 영향을 받는,
    내연기관 작동 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정상성 계수는 상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 동적 부품 온도의 구배인,
    내연기관 작동 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 정상성 계수는 상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 동적 및 정적 부품 온도 간의 온도차인,
    내연기관 작동 방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 정상성 계수는 상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 동적 및 정적 부품 온도 간의 온도차의 구배인,
    내연기관 작동 방법.
  6. 피보호 부품(21, 22)을 포함하는 배기 가스관(4) 및 하나 이상의 실린더(Z1 내지 Z8)를 포함하는 내연기관을 작동시키기 위한 장치로서,
    - 내연기관의 일 섹션의 동적 거동을 고려하여, 상기 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 동적 부품 온도를 결정하고;
    - 내연기관의 상기 섹션의 동적 거동을 고려하지 않고, 상기 내연기관의 하나 이상의 작동 변수에 따라 상기 피보호 부품(21, 22)의 평가된 정적 부품 온도를 결정하고;
    - (a) 상기 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도, (b) 상기 피보호 부품의 평가된 정적 부품 온도 및 (c) ⅰ)상기 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도의 구배 또는 ⅱ) 상기 피보호 부품의 평가된 동적 부품 온도와 상기 피보호 부품의 평가된 정적 부품 온도 간의 온도차의 구배 중 하나에 따라 실제 값을 결정하고; 및
    - 상기 피보호 부품(21, 22)의 부품 온도에 대한 실제 값에 따라 상기 피보호 부품에 대한 보호 조치를 구현하도록; 구성되는,
    내연기관 작동 장치.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008027151B4 (de) * 2008-06-06 2019-07-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors mit einem temperaturabhängigen Einspritzparameter
US8855894B2 (en) 2008-11-04 2014-10-07 GM Global Technology Operations LLC Exhaust temperature and pressure modeling systems and methods
US20110154821A1 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 Lincoln Evans-Beauchamp Estimating Pre-Turbine Exhaust Temperatures
US20120179356A1 (en) * 2010-02-09 2012-07-12 Kazunari Ide Control device for turbocharged engine
JP5143170B2 (ja) * 2010-03-17 2013-02-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御方法
US8857157B2 (en) * 2010-08-30 2014-10-14 GM Global Technology Operations LLC Temperature estimation systems and methods
US9416741B2 (en) 2014-11-24 2016-08-16 GM Global Technology Operations LLC Exhaust system component input pressure estimation systems and methods
DE102014224578A1 (de) * 2014-12-02 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Kraftstoffzumesssystems einer Brennkraftmaschine
DE102016218818B4 (de) 2016-09-29 2022-05-19 Audi Ag Sekundärluftabhängige Lambdaregelung
DE102019211803A1 (de) * 2019-08-06 2021-02-11 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Temperatur eines Bauteils in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine mittels eines Prädiktors

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005090276A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒制御装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4424811C2 (de) * 1994-07-14 2003-05-28 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bildung eines simulierten Signals bezüglich einer Temperatur im Abgassystem einer Brennkraftmaschine
US5746049A (en) * 1996-12-13 1998-05-05 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for estimating and controlling no x trap temperature
DE19836955A1 (de) * 1998-08-14 2000-03-09 Siemens Ag Verfahren zum Erkennen und Aufrechterhalten der Betriebsbereitschaft eines NO¶x¶-Speicherkatalysators
DE19928561C2 (de) * 1999-06-22 2003-02-06 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Schätzung von Temperaturgrößen im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
DE10043687A1 (de) * 2000-09-04 2002-03-14 Bosch Gmbh Robert Koordination verschiedener Anforderungen an die Abgastemperatur und entsprechende Heiz-oder Kühl-Maßnahmen
DE10201465B4 (de) * 2002-01-16 2004-02-19 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Bauteilschutzfunktion
DE10203920A1 (de) * 2002-01-31 2003-09-04 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bestimmung der Abgastemperatur einer Brennkraftmaschine mit neuronalen Netzen
US6892527B2 (en) * 2002-07-16 2005-05-17 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration suppressing apparatus and method
EP2253825B1 (de) * 2002-07-31 2018-11-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur applikativen Anpassung einer Motorsteuerung und nach dem Verfahren erhaltene Motorsteuerung
DE10261911A1 (de) * 2002-12-30 2004-07-29 Volkswagen Ag Verfahren zur Steuerung der Temperatur eines Katalysators sowie Mehrzylindermotor mit lambdasplitfähiger Abgasreinigungsanlage
JP4464613B2 (ja) * 2003-02-28 2010-05-19 三菱自動車工業株式会社 触媒温度推定装置及び触媒温度推定方法
DE102004033394B3 (de) * 2004-07-09 2005-12-22 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005090276A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒制御装置

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Publication number Publication date
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