KR101380283B1 - 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고정식 가스 모터(1)를 제어하기 위한 방법을 제안하며, 상기 방법에서 회전속도 제어편차는 목표 회전속도(nSL) 및 실제 회전속도(nIST)로부터 산출되고, 제어 변수로서 목표 토크는 회전속도 제어기를 통해서 상기 회전속도 제어편차에서 결정되며, 목표 용적 흐름은 상기 목표 토크에 의해 결정되고, 또한 상기 방법에서 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1, DKW2)는 상기 목표 용적 흐름의 함수로서 상기 가스 모터(1)의 흡입 밸브들 앞에 설치된 리시버 파이프(12, 13) 내의 혼합물 용적 흐름 및 실제 혼합물 압력(p1(IST, p2(IST))을 정하기 위해 결정되며, 가스 스로틀 플랩 각도는 마찬가지로 상기 목표 용적 흐름의 함수로서 가스/공기 혼합물 내의 가스 함량으로서 가스 용적 흐름을 정하기 위해 결정된다.

Description

고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법 {METHOD FOR CONTROLLING A STATIONARY GAS MOTOR}
본 발명은 고정식 가스 모터(1)를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법에서 회전속도 제어편차는 목표 회전속도(target rotational speed) 및 실제 회전속도(current rotational speed)로부터 산출되고, 제어 변수로서 목표 토크는 회전속도 제어기를 통해서 상기 회전속도 제어편차에서 결정되며, 목표 용적 흐름은 상기 목표 토크에 의해 결정된다. 또한, 상기 방법에서 혼합물 스로틀 플랩 각도는 상기 목표 용적 흐름의 함수로서 상기 가스 모터의 흡입 밸브들 앞에 설치된 리시버 파이프 내의 혼합물 용적 흐름 및 실제 혼합물 압력을 정하기 위해 결정되며, 가스 스로틀 플랩 각도는 마찬가지로 상기 목표 용적 흐름의 함수로서 가스/공기 혼합물 내의 가스 함량으로서 가스 용적 흐름을 정하기 위해 결정된다.
고정식 가스 모터는 비상 동력 제너레이터 또는 긴급 스탠바이 장치의 구동장치로서 빈번하게 사용된다. 이 경우 가스 모터는 예컨대 1.7의 람다값(lambda value)에서, 다시 말해 과잉 공기에 의한 린 모드(lean mode)에서 작동된다. 가스 모터는 대개 가스/공기 혼합물 내의 가스 함량을 결정하기 위한 가스 스로틀 플랩, 가연성 가스와 공기를 결합하기 위한 혼합기, 배기가스 터보 과급기의 부분으로서 압축기, 방열기 및 혼합물 스로틀 플랩을 포함한다. 혼합물 스로틀 플랩을 통해서는 가스 모터의 흡입 밸브들 앞에 설치된 리시버 파이프 내의 흡인된 용적 흐름이 결정되고, 그와 더불어 리시버 파이프 내의 혼합물 압력도 결정된다.
EP 1 158 149 A1호에는 제너레이터를 구동하기 위한 고정식 가스 모터가 공지되어 있다. 특성 곡선을 통해 목표 변수로서 목표 람다가 모터 출력으로부터 산출됨으로써 가스 모터가 제어된다. 전자식 모터 제어부는 목표 람다를 이용하여 가스량 목표값을 산출하고, 이러한 경우에는 상기 가스량 목표값을 통해 가스 스로틀 플랩이 상응하게 조절된다. 제 2 실시예에서 목표 람다값은 혼합물 압력 제어편차로부터 산출된다. 상기 혼합물 압력 제어편차는 리시버 파이프 내에서 검출된 실제 혼합물 압력 및 특성 곡선을 통해 모터 출력에서 재차 결정되는 목표 혼합물 압력의 영향을 받는다. 상기 제 2 실시예에 보충적으로, 제 3 실시예에서는 압축기 바이패스 밸브의 위치 및 회전속도 제어편차의 함수로서 가스 스로틀 플랩을 조절하기 위한 가스량 목표값이 보정된다. 3개의 실시예 모두에 해당하는 공통적인 특징은 목표 람다값에 맞추어 가스 스로틀 플랩이 설정된다는 것이다. 이러한 점들은 실제 작동에 있어서는 이하의 의미를 갖는다: 출력 규정이 변경될 경우에는 먼저, 출력 제어 부재로서 혼합물 스로틀 플랩의 위치가 변경된다. 이러한 위치 변경은 흡인된 혼합물 용적 흐름도 마찬가지로 변경되도록 한다. 처음에는 가스 스로틀 플랩의 위치가 일정하게 유지되기 때문에, 가스 용적 흐름 또한 변하지 않는다. 이것으로부터 변동되는 실제 람다가 얻어진다. 예컨대 폐쇄 방향으로 동작하는 혼합물 스로틀 플랩의 경우 혼합물의 시닝(thinning)이 야기됨으로써, 가스 모터의 출력이 변동된다. 이 경우에는 상기와 같은 출력 변동에 대한 반응으로서 목표 람다값, 가스량 목표값 및 가스 스로틀 플랩의 위치가 변경된다. 이러한 방식으로 제어가 이루어질 경우 예컨대 부하 변경시에는 반응 시간이 중요한데, 그 이유는 람다 제어에 개입은 시스템으로 인해 관성적이기 때문이다.
DE 103 46 983 A1호 역시 연료 혼합물을 제어하기 위한 방법 및 가스 모터를 기술하고 있다. 상기 방법의 제 1 단계에서는 공기 유동량의 실제 압력 차이가 벤투리 혼합기(venturi mixer)에서 측정되고, 제 2 단계에서는 공기 유동량의 목표 압력 차이가 가스 모터의 측정된 실제 출력에서 결정된다. 제 3 단계에서는 가스 스로틀 플랩의 위치를 통해 공급된 가스량이 변경됨으로써 상기 실제 압력차가 상기 목표 압력차에 근접한다. 제 4 단계에서는 발생되는 가스 모터의 실제 출력이 새로 검출되고, 상기 벤투리 혼합기 내의 공기 유동량의 압력 차이의 목표/실제 편차가 감소되도록 혼합물 스로틀 플랩이 조절된다. 이러한 순차적 과정은 압력 차이의 목표/실제 편차가 한계값보다 작게 유지되는 한 반복적으로 실시된다. 혼합물 스로틀 플랩의 위치 변경은 가스 모터의 출력 변경을 야기하기 때문에, 가스 모터의 출력 변경을 보정하기 위한 가스 스로틀 플랩의 위치가 재조정되어야 한다. 이러한 재조정은 경우에 따라 제어 변수들의 오버슈트(overshoot)를 야기한다.
본 발명의 기본이 되는 과제는, 제어 품질이 개선된 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법을 개발하는 것이다.
상기 과제는 회전속도 제어편차가 목표 회전속도 및 실제 회전속도로부터 산출되고, 회전속도 제어기를 통해 제어 변수로서 목표 토크가 상기 회전속도 제어편차에서 결정되며, 목표 용적 흐름이 상기 목표 토크에 의해 결정되는 방법에 의해 달성된다. 혼합물 스로틀 플랩 각도는 가스 모터의 흡입 밸브들 앞에 설치된 리시버 파이프 내의 혼합물 용적 흐름 및 실제 혼합물 압력을 결정하기 위하여 상기 목표 용적 흐름의 함수로서 재차 결정된다. 가스 스로틀 밸브 각도는 가스/공기 혼합물 내의 가스 함량으로서 가스 용적 흐름을 결정하기 위하여 마찬가지로 상기 목표 용적 흐름의 함수로서 결정된다. 본 발명의 핵심 개념은, 즉 가스 스로틀 플랩 및 혼합물 스로틀 플랩의 제어 변수의 함수로서, 본 경우에는 목표 용적 흐름의 함수로서 상기 가스 스로틀 플랩 및 상기 혼합물 스로틀 플랩의 병렬 구동(parallel drive)이다. 축소된 반응 시간 외에 본 발명의 장점은 시스템 전체에 조절 가능성이 개선되어서 보다 정확한 과도 현상(transient phenomenon)을 갖는다는 것이다. 뿐만 아니라 병렬 구동으로 인해 람다 보정이 필요하지 않게 된다. 전체적으로 본 발명은 모터 출력의 균일한 제어를 가능하게 한다.
목표 토크가 제한되고, 상기 제한된 목표 토크에는 실제 회전속도 함수로서 목표 용적 흐름이 특성 필드를 통해 할당됨으로써 목표 용적 흐름은 목표 토크로부터 산출된다. 목표 토크의 제한은 실제 회전속도 함수로서 그리고 추가적으로 예컨대 센서 고장시 인지된 시스템 에러상태 함수로서 실행된다. 기계적으로 허용되는 최대 토크가 함께 고려된다. 제한을 통해 시스템 전체의 작동 안정성이 개선된다.
목표 혼합물 압력이 목표 용적 흐름으로부터 산출되고, 혼합물 압력 제어편차가 리시버 파이프 내의 목표 혼합물 압력 및 실제 혼합물 압력에서 결정되며, 제어 변수가 혼합물 스로틀 플랩 각도를 결정하기 위하여 혼합물 압력 제어기를 통해 혼합물 압력 제어편차로부터 산출됨으로써 혼합물 스로틀 플랩 각도가 결정된다. 목표 혼합물 압력의 산출시에는 시스템 상수들 외에 예컨대 행정 체적(displaced volume), 목표 람다 및 리시버 파이프 내의 혼합물 온도가 사용된다.
V자형 장치로 이루어진 가스 모터에서는 제 1 리시버 파이프 내의 제 1 혼합물 용적 흐름 및 제 1 실제 혼합물 압력을 결정하기 위한 A-측에 대한 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도 그리고 제 2 리시버 파이프 내의 제 2 혼합물 용적 흐름 및 제 2 실제 혼합물 압력을 결정하기 위한 B-측에 대한 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도가 산출되는 방법이 제공된다.
바람직한 실시예는 도면들에 도시된다.
도 1은 전체 모형도이고,
도 2는 가스 스로틀 플랩 및 혼합물 스로틀 플랩들을 구동하기 위한 블록 회로도이며,
도 3은 혼합물 압력을 제어하기 위한 제어 루프이고, 그리고
도 4는 프로그램 흐름도이다.
도 1은 V자형 장치로 이루어진 고정식 가스 모터(1)의 전체 모형도를 보여주고 있다. 가스 모터(1)는 샤프트(2), 클러치(3) 및 샤프트(4)를 통해서 제너레이터(5)를 구동시킨다. 제너레이터(5)를 통해 전기 에너지가 생성되고, 상기 전기 에너지는 전기 파워 시스템에 공급된다. 가스 모터(1)에는 이하의 기계 부품들이 제공된다: 공급된 가스 용적 흐름, 예컨대 최종 가스(final gas)를 결정하기 위한 가스 스로틀 플랩(6), 공기와 가스를 결합하기 위한 혼합기(7), 배기 가스 터보 과급기의 부분으로서 압축기(8), 방열기(9), 가스 모터(1)의 A-측에 대한 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10) 및 가스 모터(1)의 B-측에 대한 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11).
가스 모터(1)의 작동 모드는 전자식 모터 제어부(GECU)(14)에 의해 결정된다. 전자식 모터 제어부(14)는 마이크로 컴퓨터 시스템에서 사용되는 통상의 구성 부품들, 예컨대 마이크로 프로세서, I/O 모듈들, 버퍼 및 메모리 모듈들(EEPROM, RAM)을 포함한다. 상기 메모리 모듈들에서 가스 모터(1)의 작동에 관련된 작동 데이터들은 특성 필드들/특성 곡선들로 적용된다. 상기 특성 필드들/특성 곡선들을 통해 전자식 모터 제어부(14)는 입력값들로부터 출력값들을 산출한다. 도 1에는 입력값으로서 이하의 값들이 도시되어 있다: 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST)) 및 혼합물 온도(T1)(상기 두 값은 제 1 리시버 파이프(12)에서 측정됨), 제 2 리시버 파이프(13) 내에서 측정되는 제 2 실제 혼합물 압력(p2(IST)), 가스 모터(1)의 실제 회전속도(nIST), 제너레이터(5)의 설치 제어기(도시되지 않음)에 의해 사전 설정되는 목표 회전속도(nSL) 및 입력값(EIN). 입력값(EIN)에는 추가의 입력 신호들, 예컨대 오일 온도가 포함된다. 전자식 모터 제어부(14)의 출력값으로는 이하의 값들이 도시되어 있다: 가스 스로틀 플랩(6)을 구동하기 위한 목표 용적 흐름(VSL)의 신호, 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)을 구동하기 위한 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1)의 신호, 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)을 구동하기 위한 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2)의 신호 및 신호(AUS). 상기 신호(AUS)는 가스 모터(1)를 제어하고 조절하기 위한 추가 신호들을 대리한다.
장치는 이하의 공통 기능을 갖는다: 가스 스로틀 플랩(6)의 위치를 통해서는 혼합기(7)에 공급되는 가스 용적 흐름이 조절된다. 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)의 위치는 가스 모터(1)의 흡입 밸브들 앞에 설치된 제 1 리시버 파이프(12) 내의 제 1 혼합물 용적 및 그와 더불어 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST))을 규정한다. 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)을 통해서는 가스 모터(1)의 흡입 밸브들 앞에 설치된 제 2 리시버 밸브(13) 내의 제 2 혼합물 용적 및 그와 더불어 제 2 실제 혼합물(p2(IST))이 결정된다.
도 2에는 2개의 혼합물 스로틀 플랩(10 및 11)과 가스 스로틀 플랩(6)을 구동하기 위한 블록회로도가 도시되어 있다. 부호 15는 제너레이터의 설치 제어기를 표시한다. 부호 14는 축소된 블록회로도로서 전자식 모터 제어부를 표시하며, 이때 도시된 부재들은 실행될 수 있는 프로그램 단계들을 나타낸다. 도 2에서 전자식 모터 제어부(14)의 입력값들은 설치 제어기(15)로부터 공급되는 목표 회전속도(nSL) 및 선택적으로 실제 토크(MIST), 실제 회전속도(nIST) 및 추가 값(E)이다. 상기 추가 값(E)에는 목표 람다, 가스 모터의 실린더의 행정 체적, 실린더 충전제의 용적 효율 및 연료 특성이 포함된다. 출력값들은 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)을 구동하기 위한 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1), 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)을 구동하기 위한 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2) 및 가스 스로틀 플랩(6)을 구동하기 위한 목표 용적 흐름(VSL)이다.
희망 출력으로서 예컨대 50Hz의 주파수에 상응하는 1500 1/min의 목표 회전속도(nSL)는 설치 제어기(15)에 의해 사전 결정된다. 지점(A)에서 회전속도 제어편차(dn)는 목표 회전속도(nSL) 및 실제 회전속도(nIST)로부터 산출된다. 회전속도 제어기(16)는 제어 변수로서 목표 토크(MSL)를 회전속도 제어편차(dn)로부터 산출한다. 실제로 회전속도 제어기(16)는 PIDT1-제어기로 실현된다. 목표 토크(MSL)는 토크 제한(17)을 통해 최소값과 최대값으로 제한된다. 출력신호는 제한된 목표 토크(MSLB)에 상응한다. 토크 제한(17)의 한계값들에 대한 파라미터들은 실제 회전속도(nIST) 그리고 시스템 전체에서 에러가 인식되는 경우, 예컨대 압력 센서에서 결함이 발생할 경우에 세팅되는 에러-조건 신호(FM)이다. 추가 파라미터로는 기계적으로 허용되는 최대 토크가 계속해서 제공될 수 있다. 목표 토크(MSL) 값이 허용 범위 내에 놓이면, 제한된 목표 토크(MSLB) 값은 목표 토크(MSL) 값에 상응한다. 효율(18)을 통해 목표 용적 흐름(VSL)은 실제 회전속도(nIST)의 함수로서 제한된 목표 토크(MSLB)에 할당된다. 이것을 위해 효율 유닛(18)에는 상응하는 특성 필드가 저장되어 있다. 목표 용적 흐름(VSL)은 혼합물량(19)의 입력값인 동시에 가스 스로틀 플랩(6)의 입력값이다. 혼합물량(19)을 통해 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1) 및 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2)는 실제 회전속도(nIST) 및 입력값(E)의 함수로서 목표 용적 흐름(VSL)으로부터 산출된다. 혼합물량 유닛(19)은 도 3과 관련하여 자세하게 설명된다. 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)은 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1)에 의해 구동된다. 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)을 통해 제 1 혼합물 용적 흐름(V1) 및 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST))이 조절된다. 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)은 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2)에 의해 구동되고, 상기 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)을 통해 제 2 혼합물 용적 흐름(V2) 및 제 2 실제 혼합물 압력(p2(IST))이 조절된다. 가스 스로틀 플랩(6) 역시 목표 용적 흐름(VSL)에 의해 구동된다. 상기 가스 스로틀 플랩에는 보조 전자장치(20)가 집적되어 있으며, 상기 보조 전자장치를 통해 목표 용적 흐름(VSL)의 값에 상응하는 횡단면 및 각도가 할당된다. 가스 스로틀 플랩(6)을 통해서는 가스/공기 혼합물의 가스 함량으로서 가스 용적 흐름(VG)이 조절된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 혼합물 스로틀 플랩(10 및 11) 및 가스 스로틀 플랩(6)은 그들의 규정 값의 함수로서, 본 발명에서는 목표 용적 흐름(VSL) 함수로서 병렬 구동된다. 순차적 구동 및 람다 재조정을 포함하는 종래 기술과 달리 본 발명에 따른 방법은 축소된 반응시간 및 시스템 전체의 개선된 조절 가능성에 의한 보다 정확한 과도 현상을 장점으로 한다. 뿐만 아니라 병렬 구동으로 인해 람다 교정이 요구되지 않는다. 전체적으로 본 발명은 모터 출력의 균일한 제어를 가능하게 한다.
도 3은 제 1 리시버 파이프 내의 제 1 혼합물 압력(p1(IST))을 제어하기 위한 제 1 제어 루프(21) 및 제 2 리시버 파이프 내의 제 2 실제 혼합물 압력(p2(IST))을 제어하기 위한 제 2 제어 루프(22)를 보여주고 있다. 부호 23은 목표 혼합물 압력(pSL)을 산출하기 위한 계산 유닛을 도시한다. 제 1 제어 루프(21)의 입력값은 목표 혼합물 압력(pSL)이다. 제 1 제어 루프(21)의 출력값은 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST))에 상응한다. 제 1 제어 루프(21)는 비교 위치(A), 제 1 혼합물 압력 제어기(24), 제 1 특성 곡선(25) 및 제어 대상(controlled system)으로서 공급된 혼합물 용적 흐름 및 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST))을 결정하기 위한 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)을 포함한다. 제 2 제어 루프(22)의 입력값은 마찬가지로 목표 혼합물 압력(pSL)이다. 제 2 제어 루프(22)의 출력값은 제 2 실제 혼합물 압력(p2(IST))이다. 제 2 제어 루프는 비교 위치(B), 제 2 혼합물 압력 제어기(26), 제 2 특성 곡선(27) 및 제어 대상으로서 공급된 혼합물 용적 흐름 및 제 2 실제 혼합물 압력(p2(IST))을 결정하기 위한 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)을 포함한다. 계산 유닛(23), 2개의 비교 위치(A, B), 2개의 혼합물 제어기(24, 26) 및 2개의 특선 곡선(25, 27)은 일점쇄선으로 표시된 혼합물량 유닛(19)에 집적되어 있다.
사전 결정된 용적 흐름(VSL)으로부터는 계산 유닛(23)을 통해 이하의 식에 따른 목표 혼합물 압력(pSL)이 산출된다:
pSL={VSLㆍ2[1+LMINㆍLAM(SL)]ㆍT1ㆍpNORM}/[nISTㆍVHㆍLGㆍTNORM]
상기 식의 부호 설명:
pSL: 목표 혼합물 압력
VSL: 목표 용적 흐름
LMIN: 연료 특성
LAM(SL): 목표 람다
T1: 제 1 리시버 파이프 내의 온도
pNORM: NN(1013 mbar)에 맞추어진 표준 공기 압력
nIST: 실제 회전 속도
VH: 모터의 행정 체적
LG: 용적 효율(실린더 충전제)
TNORM: 표준 온도 273,15K
목표 혼합물 압력(pSL)은 2개의 제어 루프(21 및 22)에 대한 기준 변수이다. 비교 위치(A)에서 목표 혼합물 압력(pSL)은 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST))과 비교된다. 결과는 제 1 혼합물 압력 제어편차(dp1)에 상응한다. 제 1 혼합물 압력 제어기(24), 대개 PIDT1-제어기는 제어 변수로서 제 1 횡단면(QF1)을 상기 혼합물 압력 제어편차로부터 산출한다. 제 1 특성 곡선(25)을 통해 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1)는 상기 제 1 횡단면에 할당된다. 이러한 경우 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1)에 의해 제어 대상에 상응하는 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)이 구동된다. 제 1 혼합물 스로틀 플랩(10)의 출력값은 제어 변수에 상응하는 제 1 목표 혼합물 압력(p1(IST))이다. 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST))은 (도시되지 않은) 선택적 필터를 통해 비교 위치(A)로 리턴된다. 이로써 제 1 제어 루프(21)가 폐쇄된다.
비교 위치(B)에서는 목표 혼합물 압력(pSL)은 제 2 실제 혼합물 압력(p2(IST))과 비교된다. 결과는 제 2 혼합물 압력 제어편차(dp2)에 상응한다. 제 2 혼합물 압력 제어기(26)는 제어 변수로서 제 2 횡단면(QF2)을 상기 혼합물 압력 제어편차로부터 산출하고, 제 2 특성 곡선(27)을 통해 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2)는 상기 제 2 횡단면에 할당된다. 이러한 경우 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2)에 의해 제어 대상에 상응하는 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)이 구동된다. 제 2 혼합물 스로틀 플랩(11)의 출력값은 제어 변수에 상응하는 제 2 목표 혼합물 압력(p2(IST))이다. 제 2 목표 혼합물 압력(p2(IST))은 (도시되지 않은) 선택적 필터를 통해 비교 위치(B)로 리턴된다. 이로써, 제 2 제어 루프(22)가 폐쇄된다.
도 4에는 프로그램 흐름도가 도시되고 있으며, 상기 흐름도는 전자식 모터 제어부(14) 내에 설정된 실행될 수 있는 프로그램의 부분이다. S1에서는 목표 회전 속도(nSL) 및 실제 회전속도(nIST)가 판독 입력되고, S2에서는 회전속도 제어편차(dn)가 산출된다. 회전속도 제어편차(dn)를 이용하여 회전속도 제어기는 제어변수로서 목표 토크(MSL)를 결정한다(S3). 그 다음 목표 토크(MSL)는 상한값 및 하한값으로 제한된다. 출력값은 제한된 목표 토크(MSLB)에 상응한다. 목표 토크(MSL) 값이 허용 범위 내에 놓이면, 제한된 목표 토크(MSLB) 값은 목표 토크(MSL) 값에 상응한다. S5에서는 효율 유닛(도 2: 부호 18)을 통해 제한된 목표 토크(MSLB)에 실제 회전속도(nIST) 함수로서 목표 용적 흐름(VSL)이 특성 필드를 통해 할당된다. 후속하여 S6에서는 목표 용적 흐름(VSL) 값, 실제 회전속도(nIST), 제 1 리시버 파이프 내의 온도(T1) 및 시스템 상수들이 판독 입력된다. S7에서는 계산 유닛(도3: 부호 23)을 통해 목표 혼합물 입력(pSL)이 전술한 식에 의해 산출된다. S8에서는 제 1 혼합물 압력 제어편차(dp1) 및 제 2 혼합물 압력 제어편차(dp2)가 결정된다. 그 다음 S9A에서는 제 1 혼합물 압력 제어편차(dp1) 및 제 2 혼합물 압력 제어편차(dp2)의 함수로서 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1) 및 또한 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2)가 산출되어 출력된다. 동시에 S9B에서는 목표 용적 흐름(VSL) 값이 가스 스로틀 플랩에 제공된다. S10에서는 모터 정지 여부가 검사된다. 모터가 정지되지 않은 경우, 즉 조회 결과가 S10: NO일 경우에는 A 지점으로 분기/리턴되어 프로그램이 S1에서 재개된다. S10에서 모터 정지가 인식되면, 즉 조회 결과가 S10: YES일 경우에는 프로그램이 종료된다.
1: 가스 모터 2: 샤프트
3: 클러치 4: 샤프트
5: 제너레이터 6: 가스 스로틀 플랩
7: 혼합기 8: 압축기
9: 방열기 10: 제 1 혼합물 스로틀 플랩
11: 제 2 혼합물 스로틀 플랩 12: 제 1 리시버 파이프
13: 제 2 리시버 파이프 14: 전자식 모터 제어부(GECU)
15: 설치 제어기 16: 회전 속도 제어기
17: 토크 제한 18: 효율
19: 혼합물량 20: 보조 전자장치
21: 제 1 제어 루프 22: 제 2 제어 루프
23: 계산 유닛 24: 제 1 혼합물 압력 제어기
25: 제 1 특성 곡선 26: 제 2 혼합물 압력 제어기
27: 제 2 특성 곡선

Claims (7)

  1. 고정식 가스 모터(1)를 제어하기 위한 방법으로서,
    회전속도 제어편차(dn)는 목표 회전속도(nSL) 및 실제 회전속도(nIST)로부터 산출되고, 제어 변수로서 목표 토크(MSL)는 회전속도 제어기(16)를 통해서 상기 회전속도 제어편차(dn)에서 결정되며, 목표 용적 흐름(VSL)은 상기 목표 토크(MSL)에 의해 결정되고, 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1, DKW2)는 상기 가스 모터(1)의 흡입 밸브들 앞에 설치된 리시버 파이프(12, 13) 내의 혼합물 용적 흐름(V1, V2) 및 실제 혼합물 압력(p1(IST), p2(IST))을 정하기 위해 상기 목표 용적 흐름(VSL)의 함수로서 결정되며, 그리고 가스 스로틀 플랩 각도는 가스/공기 혼합물 내의 가스 함량으로서 가스 용적 흐름(VG)을 정하기 위해 마찬가지로 상기 목표 용적 흐름(VSL)의 함수로서 결정되는, 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 토크(MSL)가 제한되고, 상기 실제 회전속도(nIST)의 함수로서 상기 목표 용적 흐름(VSL)이 특성 필드를 통해 제한된 목표 토크(MSLB)에 할당됨으로써 상기 목표 용적 흐름(VSL)이 산출되는, 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제한은 상기 실제 회전속도(nIST)의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제한은 추가적으로 시스템(FM)의 인식된 에러 상태 및 기계적으로 허용되는 최대 토크의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는, 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    목표 혼합물 압력(pSL)이 상기 목표 용적 흐름(VSL)으로부터 산출되고, 혼합물 압력 제어편차(dp1, dp2)가 상기 리시버 파이프(12, 13) 내의 상기 목표 혼합물 압력(pSL) 및 실제 혼합물 압력(p1(IST), p2(IST))으로부터 결정되며, 상기 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1, DKW2)를 결정하기 위하여 제어 변수(QF1, QF2)가 혼합물 압력 제어기(24, 26)를 통해 상기 혼합물 압력 제어편차(dp1, dp2)로부터 산출됨으로써, 상기 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1, DKW2)가 결정되는 것을 특징으로 하는, 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 목표 혼합물 압력(pSL) 산출시 상기 실제 회전속도(nIST), 일정한 목표 람다(LAM(SL)), 모터 행정 체적(VH), 실린더 충전제에 상응하는 용적 효율(LG), 상기 리시버 파이프(12) 내의 혼합물 온도(T1), 표준 공기 압력(pNORM), 표준 온도(TNORM) 및 연료 특성(LMIN)이 함께 고려되는 것을 특징으로 하는, 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    V자형 장치로 이루어진 가스모터의 경우 제 1 리시버 파이프(12) 내의 제 1 혼합물 용적 흐름(V1) 및 제 1 실제 혼합물 압력(p1(IST))을 결정하기 위한 A-측의 제 1 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW1) 및 제 2 리시버 파이프(13) 내의 제 2 혼합물 용적 흐름(V2) 및 제 2 실제 혼합물 압력(p2(IST))을 결정하기 위한 B-측의 제 2 혼합물 스로틀 플랩 각도(DKW2)가 산출되는 것을 특징으로 하는, 고정식 가스 모터를 제어하기 위한 방법.
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