KR101444119B1 - 내연기관 작동 방법과 제어 및 조절 장치 - Google Patents

내연기관 작동 방법과 제어 및 조절 장치

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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

공기 유입 시스템(33)에서 충전 압력을 증가시키기 위한 과급 장치(50, 52)를 구비하는 내연기관(30)은 다수의 실린더(32)를 구비한다. 각각의 실린더(32)는 배출 시스템(40)에 연결되는 하나 이상의 배출 밸브(36) 및 공기 유입 시스템(33)에 연결되는 하나 이상의 유입 밸브(34)를 갖는다. 상기 유입 밸브(34)와 배출 밸브(36) 사이의 밸브 오버랩에 따라 소기가 실행된다. 내연기관의 작동을 제어하기 위해 시스템은 소기가 성공적이었는지 여부를 감시한다.

Description

내연기관 작동 방법과 제어 및 조절 장치{A METHOD FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND A CONTROL AND REGULATION DEVICE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 과급기를 구비하는 내연기관의 작동을 제어하는 방법 및 청구항 9에 따른 제어 및 조절 장치에 관한 것이다.
현대식 내연기관에서 요구되는 연소 공기는 대기압에 대해 증가된 압력으로 과급기를 통해 실린더로 종종 공급된다. 이를 위해 요구되는 압력 증가는 이 경우 통상적으로 이른바 기계식 과급기(mechanical supercharger)를 사용하여 이루어질 수 있다. 이러한 기계식 과급기는 내연기관의 크랭크샤프트에 의해 구동된다.
또한, 소위 배기가스 터보차저(turbocharger)에 의해 압력을 증가시키는 방식이 공지되어 있다. 이 경우, 터보 압축기는 배출 시스템에 연결되는 터빈의 도움으로 구동되며, 터빈은 실린더의 공기 유입 측면에서 압력을 증가시키도록 보장한다. 그러나 이러한 유형의 터보 과급에 대하여, 낮은 엔진 속도와 그와 관련하여 낮은 질량 유출량(low mass througputs)에서 소위 터보 래그(turbo lag)가 발생하는 것이 공지되어 있다. 이때 터보차저의 효율은 이러한 작동 범위에서 낮으며, 비교적 작은 모터 토크만이 전부하(full load) 시에 얻어질 수 있다.
이러한 터보차저 및 내연기관에서 터보차저를 사용하는 것은 예를 들면 DE 10 2004 030 B3로부터 공지되어 있다. 이 문서는 터보차저를 구비하는 내연기관의 제어에 기초하며, 이 터보차저에서 유입 밸브와 배출 밸브는 요구되는 토크에 따라 조정되어, 이들 유입 및 배출 밸브는 미리 정해진 시간동안 동시에 개방된다. 즉, 유입 및 배출 밸브의 타이밍이 오버랩된다. 4 행정 엔진에서, 이러한 밸브 오버랩은 배기 가스의 배기에 대한 제 4 행정의 단부를 향하여 발생하고 유도(induction)의 제 1 행정으로 계속되어서, 유입 밸브는 배출 밸브가 완전히 폐쇄되기 전에 이미 개방된다. 이는 배출 매니폴드 내에서 가속화된 배기 가스 칼럼(exhaust gas column)이 신선한 연료-공기 혼합물을 연소 챔버 내부로 흡입되도록 하여 연소 챔버 내에 배기 가스가 남아 있을 가능성을 감소시키는 것을 의미한다.
고성능 엔진에 있어서, 배출 밸브는 하사점에 도달되기도 전에 개방되며, 이는 가스 칼럼을 초기에 완화시켜서, 피스톤의 후속적인 상향 운동이 강력하게 제동되지 않는다. 이때 이러한 상향 운동중에 유입 밸브가 또한 개방되어서, 전술한 바와 같이, 이제 유입 밸브와 배출 밸브가 동시에 개방된다. 그러나 가스 혼합물은 배출 밸브의 방향으로 급격하게 가속되었기 때문에, 유입 밸브에서 공기가 다시 후퇴되지는 않지만, 큰 밸브 가속에 의해 촉진되는 플러싱 과정이 또한 발생되며, 이는 추가로 공기를 수반한다. 이상적으로 배출 밸브는 공기 칼럼이 정지 상태가 될 때 폐쇄된다. 마찬가지로 유입 밸브는, 피스톤의 상향 운동에 의해 흡입되는 공기 칼럼이 정지 상태가 될 때까지 개방 상태로 유지된다. 공기는 높은 엔진 속도에서 일정 범위까지는 침체되어 있기 때문에, 이미 위쪽으로 다시 이동하고 있는 공기는 피스톤에 대해 자신을 압축한다. 이러한 추가 압축은 더 우수한 충전을 일 으킨다.
소기(scavenging)로도 지칭되는 이러한 과정으로 인해, 유입 측면으로부터 배출 측면까지 실린더에 걸쳐서 압력 강하가 일어나서, 배출 측면으로 유입 공기의 완전한 플러싱이 발생한다. 임의의 터보 래그가 발생하는 결과가 감소된다. 실제로 실린더 내에 남아 있는 공기의 질량이 소기 과정 동안 또는 소기 과정 후에 결정될 수 있는 정확도를 증가시키기 위해, 실제 람다 값이 람다 설정값으로부터 벗어난 경우, 형성된 편차에 따라 밸브 오버랩이 대향하는 배출 압력에 대한 값을 수정하도록 추가로 제안된다.
따라서, 본 발명의 목적은 내연기관과 제어 및 조절 장치의 작동을 제어하는 방법을 제안하며, 이 방법에 따라 특히 지연된 연소, 불점화(misfires), 또는 내연기관의 바람직하지 않게 높은 노킹과 같은 작동상 문제의 발생이 감소될 수 있다.
본 발명의 이러한 목적은 청구항 1에 청구된 바와 같은 특징을 갖는 과급 장치를 구비하는 내연기관의 작동을 제어하는 방법 및 청구항 9에 청구된 바와 같은 제어 및 조절 장치에 의해 달성된다.
따라서, 기본적으로 소기는 충분히 또는 성공적으로 실행되었는지 여부까지 감시된다. 이를 위해, 소기 변수가 특히 감시될 수 있으며, 이러한 소기 변수로부터 충분하거나 불충분한 소기에 관한 결론이 도출될 수 있다.
소기가 성공적이지 못한 것으로 확인되는 경우, 예를 들면 감시된 소기 변수의 값으로부터 소기가 충분하지 못하거나 성공적이지 않았음이 추정될 수 있는 경 우, 본 발명의 바람직한 실시예에서 소기는 더 이상 후속 단계에서 요구되지 않는다. 이는 제어 유닛에 의해 각각 요구되거나 허용되는 밸브 오버랩만이 밸브 오버랩의 결과로서 작동상의 문제가 발생하지 않도록 보장하는 것을 의미한다.
특히 이에 의해 큰 밸브 오버랩을 피하게 되어, 연소 챔버 내부로 배기 가스가 다시 플러싱되는 것이 충분히 방지된다. 이는 내연기관의 노킹이 미리 결정된 허용 가능한 범위 내에 있도록 밸브 오버랩이 설정됨을 의미한다. 또한, 밸브 오버랩은 내연기관의 문제없는 기능이 보장되도록 설정될 수 있다.
소기를 감시하기 위해, 이른바 소기 변수가 관찰될 수 있다. 이로 인해 소기 과정의 감시는, 소기 변수를 검출하는데 적합하도록, 터보 과급된 엔진에 제공되는 웨이스트게이트 제어기를 이용하여 이루어질 수 있다.
혼합물 제어기는 실린더 내에서 신선한 공기 연소의 변화에 반응하기 때문에, 마찬가지로 소기 변수를 결정하는데 사용될 수 있다.
내연기관에 따른 노킹은 바람직하지 않고 제어되지 않은 연료의 연소 또는 자연 발화를 나타낸다. 이를 방지하거나 감소시키기 위해, 내연기관의 제어시 이른바 노킹 조정(knocking interventions)이 제공되며, 이러한 노킹 조정을 이용하여 예를 들면 발화점이 적절히 조정된다. 이러한 조정은 종종 전자식 노크 제어에 의해 현대식 내연기관에서 실행되며, 본 발명의 추가의 실시예에서는 실행되는 소기 과정을 성공시키도록 노킹에 대한 증가된 경향이 검출 및 활용될 수 있다.
또한 명백하게 다수의 소기 변수가 동시에 감시될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 내연 기관의 작동 안전성 및 수명은 내연기관에 이미 존재하는 구성요소를 활용하여 단순한 방법으로 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예의 다른 이점은 하기의 도면의 내용 및 관련 설명 부분에 나타난다.
실린더에 걸쳐서 소기(scavenging)하는 동안의 압력 강하는 예상한 것보다 실제로는 더 작을 수 있어서, 더 적은 양의 신선한 가스가 소기되는 것이 입증되었다. 이는 전체적으로 소기가 성공적이지 않으며, 터보 래그(turbo lag)에 관하여 원하는 향상을 얻지 못하는 것을 의미한다. 너무 낮은 압력 강하는 심지어 배기가 가스가 연소 챔버 내부로 다시 유동하여 연소 챔버 내부에서 신선한 가스를 내보내도록 할 수 있다. 이는 내연기관의 낮은 성능을 수반한다. 또한, 엔진에 손상을 일으킬 수도 있는 극심한 노킹이 일어날 수 있다.
도 1은 본 발명의 실행 순서의 개략도를 도시한다. 이 경우, 시작점은 정해진 초기 상태가 얻어지는 내연기관의 상태이다. 특히 소기가 활성화되는 엔진 속도는 미리 정해진 임계값보다 더 크지 않을 수 있다. 또한, 소기 과정(scavenging process)은 충분히 긴 시간동안 이미 지속되어야 한다. 그 후, 요구 단계(10)에서 소기가 요구되어서, 유입구 측으로부터 배출구 측까지 실린더를 가로 질러서 압력 강하가 발생할 것이다. 이러한 단계는 소기 변수(scavenging variable)가 검출될 수 있는 감시 단계(12)에서 감시된다. 이러한 소기 변수는 자신의 값 또는 시간에 대한 값의 그래프의 평가에 의해, 소기가 충분한지 또는 성공적인지에 대하여 결론을 얻을 수 있도록 선택된다. 도 2 내지 도 4에 대하여 보다 상세히 설명되는 바 와 같이, 웨이스트게이트 제어기(wastegate controller), 혼합물 제어기의 값, 또는 노킹(knocking) 또는 노킹 경향에 대한 값은 예를 들면 소기 변수로서 검출될 수 있다.
감시 단계(12)에서 플러싱 변수(flushing variable)가 검출된 후, 비교 단계(14)에서 충분한 소기가 일어났는지 여부가 결정된다. 충분한 소기가 일어난 경우, 소기는 계속해서 감시될 수 있다. 비교 단계(14)에서 소기가 일어나지 않거나 충분히 일어나지 않은 것이 검출되는 경우, 단계(16)에서 추가의 소기가 요청되지 않도록 하는 방법이 실행된다. 얻을 수 있는 결과는 특히 넓은 밸브 오버랩이 방지되는 점이다. 따라서, 예를 들면 이러한 밸브 오버랩은 단지 제어 유닛에 의해 허용되거나 요구되며, 이로 인해 내연기관의 작동 문제, 특히 노킹 또는 성능 저하가 발생하지 않도록 보장된다. 이에 따라, 배기 가스관(exhaust gas tract)으로부터의 배기 가스 플러싱이 방지되어 내연기관에 대한 손상 위험이 감소될 수 있다.
상이한 변수가 개별적으로 또는 소기 변수와 함께 감시될 수 있다. 이를 위해, 충전 압력 조절을 위해 제공되는 바이패스 밸브(bypass valve), 이른바 웨이스트게이트(wastegate)가 배기 유동에서 감시될 수 있다. 이는 유도 매니폴드 내에서 특정한 소기 시간 후에 설정 압력에 도달되자마자 특정한 배기 가스 질량이 웨이스트게이트를 통해 흘러나올 수 있어야 하기 때문이다. 이를 위해, 웨이스트게이트는 조절 알고리즘을 사용하여 개방된다. 도 2에서, 라인(18)은 요구에 따라 설정 압력이 형성되는 상황에 대하여 완전히 폐쇄된 설정으로부터 완전히 개방된 설정까지의 시간 구배를 도시한다. 따라서, 웨이스트게이트 조절의 결과는 이 경 우 소기가 성공적이었음을 나타낸다. 라인(20)은 유도 매니폴드 내에서 설정 압력이 달성될 수 없거나 제시간 내에 달성될 수 없는 상황을 개략적으로 도시한다. 이는 적어도 더 긴 기간 동안 불충분한 질량 유동이 터보차저의 터빈에 도달하고 웨이스트게이트가 폐쇄 상태로 유지됨을 의미한다. 소기는 성공적이지 않았다.
소기 기능을 검사하기 위해, 바이패스 밸브의 개방 상태에 대한 라인(18)에 따른 기준선이 내연기관의 제어 및 조절 장치의 데이터 메모리 내에 저장된다. 소기중에, 바이패스 밸브의 개방 상태의 시간 구배는 라인(20)에 따라 기록되고 저장된 기준선과 비교된다. 비교의 결과, 바이패스 밸브의 개방 상태가 적어도 정해진 기간 내에서 정해진 값만큼 기준 값보다 더 작은 경우, 소기의 불량이 검출된다.
기본적으로 혼합물 제어기가 연료와 공기의 각각의 비율을 처리한다. 실린더 내에 위치되는 공기가 신선한 공기량의 역류(backflushing)를 통해 변화하는 경우를 위해, 혼합물 제어기는 더 희박한 혼합물의 방향으로 작동되어 조정된다. 더 희박한 혼합물은 더 적은 연료가 포함되는 공기/연료 혼합물의 환경(setting)을 지칭한다. 이는 소기 중에 검출될 수 있어서, 혼합물 제어기의 값의 변화는 소기 변수로서 사용될 수 있다. 따라서, 도 3은 소기를 감시하기 위한 선택사항의 추가적인 개략도를 도시한다. 이 도면에서, 시간에 대한 혼합물 제어기의 곡선(22)은, 소기가 충분히 실행되며 그에 따라 혼합물 제어기가 상수로서 혼합물을 본질적으로 제어하는 상황을 개략적으로 도시한다. 혼합물 제어기가 혼합물을 더 희박하게 하는 상황은 도 3에 곡선(24)으로 도시되며, 이때 공기/연료 혼합물의 공기와 연료 사이의 비율은 더 커진다. 즉, 연료의 비율은 더 작아진다. 이는, 예를 들면 실 린더 내부로 다시 플러싱되는 배기 가스에 의해 발생될 수 있으며, 이로 인해 소기가 충분하지 않은 것으로 추정될 수 있다.
혼합물 제어기에 관한 소기의 정확한 기능은 정확한 소기에 대하여 데이터 메모리 내에 저장된 혼합물 제어기의 출력 신호에 대한 기준 값에 따라 검사된다. 이 경우 기준 값은 예를 들면 도 3의 곡선(22)에 대응할 수 있다. 또한, 혼합물 제어기의 출력은, 예를 들면 도 3에서 곡선(24)에 대해 도시된 바와 같이, 소기 중에 기록되며, 기준 곡선과 비교된다. 비교 결과, 혼합물 제어기의 출력 신호가 내연기관에 공급되는 공기/연료 혼합물 내의 연료의 비율의 감소 방향으로 검출되는 경우, 소기 과정의 불량이 검출된다.
소기를 감시하는 선택 사항의 추가적인 예시는 도 4에 도시된다. 이러한 선택 사항은 불충분한 소기가 실린더 내에 잔류 가스 비율을 증가시키는 점을 이용한다. 따라서, 발화점 집합은 더 이상 최적 범위 내에 있지 않다. 이러한 발화점 집합은 또한 실린더 내의 고온의 배기 가스 때문에 노킹에 대한 증가된 경향을 나타낸다. 이러한 경향은 다시 한번 불충분한 소기를 검출하는데 활용될 수 있다. 이는 내연기관 내에서 노킹에 대항하기 위해 전자식 노크 제어에 의해 현대식 내연기관에서 실행되는 상이한 방법들이 실행될 수 있기 때문이다. 그 후 이러한 전자식 제어는 얼마나 자주 조정이 필요한지가 검사될 수 있다. 이러한 작동점에 대한 빈도가 정상 작동 하에서 조정의 빈도에 대해 정해진 임계값 이상인 경우, 소기가 불충분하게 실행된 것이 입증될 수 있다. 도 4의 곡선(26)은 충분히 소기된 시간(t)에 따른 노킹의 그래프를 도시한다. 반면에 곡선(28)은 불충분하게 소기된 노킹의 그래프를 도시한다.
소기 기능을 검사하기 위해, 노크 센서의 노킹 신호에 관하여 기준 곡선이 데이터 메모리 내에 저장될 수 있다. 이러한 기준 신호는 예를 들면 도 4의 곡선(26)에 대응할 수 있다. 또한, 노크 센서 신호는 소기 중에 검출된다. 검출된 신호는, 예를 들면 노킹에 대한 증가된 경향을 지시하는 곡선(28)에 대응할 수 있다. 노크 센서의 실제 값과 저장된 기준 값을 비교함으로써, 플러싱 과정의 불량은, 실제 값이 노킹에 대한 경향을 검출하는 방향으로 변위되는 경우에 검출된다.
도 2 내지 도 4와 함께 주어진 소기 변수뿐 아니라 내연기관 내에서 검출될 수 있는 추가의 변수들은, 정성적으로 이들 변수로부터 소기가 적어도 추론될 수 있는 경우에, 또한 사용될 수 있다.
예를 들면 노킹 신호 대신, 소기 기능을 감시하는데 불점화가 사용될 수 있다. 이러한 불점화는, 예를 들면 내연기관의 불균일한 작동을 통해, 또는 실린더 압력 센서의 도움에 따른 실린더의 압력을 통해 검출될 수 있다. 이 경우, 노킹 신호와 마찬가지로, 불균일한 작동 및/또는 실린더 압력에 대응하는 기준 신호가 저장될 수 있다. 검출된 불균일한 작동 및 검출된 실린더 압력 곡선은 대응하는 기준 값에 비교된다. 저장된 기준 값과의 비교를 통해, 플러싱 과정의 불량은, 초기 값들이 기준 값으로부터 정해진 값만큼 상이한 경우에 검출된다. 이는, 예를 들면 플러싱 기능을 감시하기 위해, 예를 들어 불균일한 작동 또는 실린더 압력에 의해 불점화가 사용될 수도 있음을 의미한다.
도 5는 내연기관(30)의 일부분의 개략적 횡단면도를 도시한다. 내연기관은 다수의 실린더를 포함하며, 도 5에는 하나의 실린더(32)가 도시된다. 실린더(32)는 유도 매니폴드(38)에 연결되는 유입 밸브(34)를 가지며, 유도 매니폴드를 통해 유입구 시스템(33)을 거쳐서 실린더(32) 내에 신선한 공기가 도달한다. 신선한 공기 질량을 제어하기 위해, 유도 매니폴드(38) 내의 유입 밸브(34) 앞에 스로틀 플랩(46)이 배치된다. 연소 챔버 내에는 개략적으로 도시된 분사 밸브(48)가 배치되며, 이 밸브를 통해 연료가 분사될 수 있다.
고온의 연소 가스는 배출 파이프(42)를 구비하는 배출 시스템(40) 내의 배출 밸브(36)를 통해 도달한다. 또한, 유도 매니폴드 내에서 특정한 소기 시간 후에 설정 압력에 도달하자마자, 특정한 배출 질량이 외부로 유동할 수 있는 배출 시스템(40) 내에 바이패스 밸브, 이른바 웨이스트게이트(44)가 또한 제공된다. 배출 시스템 내에 터빈(52)이 제공된다. 터빈은 배출 시스템에 공급되는 배기 가스에 의해 구동되며, 배출 시스템의 일부를 위해 압축기(50)를 구동시킨다. 압축기(50)는 스로틀 플랩(46)에 연결되어서, 실린더(32)에 공급되도록 공기를 압축할 수 있다. 이 경우, 터빈(52)과 압축기(50)의 결합은 터보차저(turbocharger)로 지칭된다.
내연기관(30)의 작동은 제어 및 조절 장치(54)를 이용하여 제어 및 조절될 수 있다. 이를 위해, 제어 및 조절 장치(54)는 요구되는 구성요소, 특히 내연기관의 스로틀 플랩(46), 유입 밸브(34), 배출 밸브(36), 웨이스트게이트(44)에 제어 라인(56)을 통해 연결되어서, 이들 구성요소가 제어 및 조절될 수 있다. 제어 및 조절 장치(54)는 상이한 센서들을 통해 내연기관(30)의 현재 작동 상태에 관한 정 보, 예를 들면 바이패스 밸브(웨이스트게이트)의 작동 위치에 관한 정보, 노크 센서의 노킹 신호, 또는 혼합물 제어기의 출력 신호를 수신한다. 따라서, 이들 변수는 소기 변수로서 사용될 수 있으며, 이러한 소기 변수에 따라 유입 밸브(34) 및 배출 밸브(36)의 밸브 오버랩 및 그에 따른 소기가 감시되고 평가될 수 있다. 특히 감시되는 변수는 설정값과 비교될 수 있으며, 그 후 소기는 이러한 비교를 기초로 평가될 수 있다. 미리 결정된 설정값으로부터의 편차에 따라 밸브 오버랩이 변화, 특히 감소될 수 있어서, 설정값의 방향으로 값이 변화된다.
유입 밸브(34)와 배출 밸브(36) 사이의 밸브 오버랩은, 예를 들면 이른바 IVVT(infinitely variable valve timing; 무한 변속 밸브 타이밍) 시스템을 사용하여 무단으로 조정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실행 순서의 개략도이다.
도 2는 웨이스트게이트의 값에 대한 그래프의 개략도이다.
도 3은 혼합물 제어기의 값에 대한 그래프의 개략도이다.
도 4는 노킹에 대한 값의 그래프의 개략도이다.
도 5는 내연기관의 개략도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
30: 내연기관 32: 실린더
33: 공기 유입 시스템 34: 유입 밸브
36: 배출 밸브 38: 유도 매니폴드
40: 배출 시스템 42: 배출 파이프
44: 웨이스트게이트 46: 스로틀 플랩
48: 분사 밸브 50: 압축기
52: 터빈 54: 제어 및 조절 장치
56: 제어 라인

Claims (9)

  1. 내연기관(30)의 작동을 제어하는 방법으로서, 상기 내연기관(30)이,
    공기 유입 시스템(33)에서 충전 압력을 증가시키기 위한 과급 장치(50, 52) 및
    하나 이상의 실린더(32)를 구비하며,
    상기 실린더(32)가 각각 배출 시스템(40)에 연결되는 하나 이상의 배출 밸브(36) 및 공기 유입 시스템(33)에 연결되는 하나 이상의 유입 밸브(34)를 갖고,
    상기 유입 밸브(34)와 상기 배출 밸브(36) 사이의 밸브 오버랩은 소기가 실행되도록 설정되는, 내연기관(30)의 작동을 제어하는 방법에 있어서,
    소기 변수가 검출되고, 상기 소기 변수가 설정값과 비교되며, 상기 비교를 기초로 상기 소기가 평가되되,
    소기 변수로서 바이패스 밸브의 개방 단면이 사용되고,
    상기 소기 변수가 상기 바이패스 밸브의 개방 상태의 라인(20)이고 상기 설정값이 상기 바이패스 밸브의 개방 상태에 대한 라인(18)에 따른 기준선인 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정값으로부터의 상기 소기 변수의 편차에 따라 상기 밸브 오버랩이 감소되는 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 오버랩은 내연기관의 노킹이 미리 결정된 범위 내에 있도록 설정되는 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브가 웨이스트게이트(44)인 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    플러싱 변수로서 혼합 제어기의 출력 신호가 사용되는 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    노크 센서의 노킹 신호가 제 2 소기 변수로서 사용되는 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동 제어 방법.
  8. 제 1, 3 - 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    불점화(misfires)가 추가적인 소기 변수로서 사용되는 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동 제어 방법.
  9. 내연기관(30)의 작동을 제어 및 조절하기 위한 제어 및 조절 장치(54)로서, 상기 내연기관(30)이,
    공기 유입 시스템(33) 내에서 충전 압력을 증가시키기 위한 과급 장치(52, 50),
    다수의 실린더(32), 및
    내연기관(30)의 작동을 제어 및 조절하기 위한 제어 및 조절 장치(54)를 구비하며,
    상기 실린더(32)가 각각 배출 시스템(40)에 연결되는 하나 이상의 배출 밸브(36) 및 상기 공기 유입 시스템(33)에 연결되는 하나 이상의 유입 밸브(34)를 갖는, 내연기관(30)의 작동을 제어 및 조절하기 위한 제어 및 조절 장치(54)에 있어서,
    상기 제어 및 조절 장치(54)가 소기를 위해 상기 유입 밸브(34)와 상기 배출 밸브(46) 사이의 밸브 오버랩을 감시 및 평가하도록 구현되고,
    소기 변수가 검출되고, 상기 소기 변수가 설정값과 비교되며, 상기 비교를 기초로 상기 소기가 평가되되,
    소기 변수로서 바이패스 밸브의 개방 단면이 사용되고,
    상기 소기 변수가 상기 바이패스 밸브의 개방 상태의 라인(20)이고 상기 설정값이 상기 바이패스 밸브의 개방 상태에 대한 라인(18)에 따른 기준선인 것을 특징으로 하는
    내연기관의 작동을 제어 및 조절하기 위한 제어 및 조절 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102232706B1 (ko) 2020-12-17 2021-03-26 한국해양과학기술원 금속분진을 이용한 내연기관 작동장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009012336B3 (de) * 2009-03-09 2010-07-22 Audi Ag Verfahren zum Aufheizen einer Komponente einer Abgasnachbehandlungseinrichtung einer Brennkraftmaschine
JP5348338B2 (ja) * 2010-06-30 2013-11-20 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
US20130305707A1 (en) * 2011-01-24 2013-11-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for supercharger-equipped internal combustion engine
US9068522B2 (en) * 2012-04-27 2015-06-30 Ford Global Technologies, Llc Method for diagnosing an engine
US10202924B2 (en) * 2012-07-25 2019-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for supercharged engine
US9404407B2 (en) * 2014-01-23 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
JP6332149B2 (ja) * 2015-06-01 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
DE102015215566B4 (de) * 2015-08-14 2019-05-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102016205951B4 (de) * 2016-04-08 2019-09-12 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Steuervorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
NL2019853B1 (en) * 2017-11-03 2019-05-13 Daf Trucks Nv System and method for detecting malfunctioning turbo-diesel cylinders.
SE543460C2 (en) * 2019-02-05 2021-02-23 Scania Cv Ab Method of Controlling a Combustion Engine, Combustion Engine, and Related Devices
DE102019213092A1 (de) 2019-08-30 2021-03-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Diagnostik von Verbrennungsaussetzern einer Verbrennungskraftmaschine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060060713A (ko) * 2004-06-24 2006-06-05 지멘스 악티엔게젤샤프트 과급 내연 기관의 제어 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5230320A (en) * 1991-06-27 1993-07-27 Mazda Motor Corporation Intake and exhaust control system for automobile engine
JP2994112B2 (ja) * 1991-09-30 1999-12-27 マツダ株式会社 エンジンの吸気装置
FR2863006B1 (fr) * 2003-12-02 2006-02-24 Inst Francais Du Petrole Procede de controle d'un moteur surlalimente, notamment d'un moteur a injection indirecte, et moteur utilisant un tel procede
FR2864153B1 (fr) * 2003-12-18 2006-02-17 Inst Francais Du Petrole Procede de commande d'un moteur a combustion interne suralimente a au moins deux cylindres et moteur utilisant un tel procede
DE102004061110B4 (de) * 2004-12-16 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060060713A (ko) * 2004-06-24 2006-06-05 지멘스 악티엔게젤샤프트 과급 내연 기관의 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102232706B1 (ko) 2020-12-17 2021-03-26 한국해양과학기술원 금속분진을 이용한 내연기관 작동장치

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