KR101544933B1 - 내연 엔진을 위한 작동 이벤트들의 제어 - Google Patents

Abstract

개시된 것은 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더를 위한 각각의 또는 몇몇의 연소 사이클(들) 동안에 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 방법 및 시스템이다. 상기 방법은: 센서 유닛을 이용하여 제1 이산 순간에 제어 파라미터의 제1 순간값을 캡처하는 단계, 상기 캡처된 제1 값 및 상기 센서 유닛의 내부 클록의 값을 나타내는 데이터를 포함하는 제1 데이터 패키지를 발생시키는 단계, 상기 제1 데이터 패키지를, 통신 네트워크를 통하여, 상기 센서 유닛의 내부 클록과 동기화되는 내부 클록을 가진 제어 유닛으로 전송하는 단계, 상기 제어 유닛을 이용하여 작동 이벤트의 실행을 제어하는 단계를 포함한다. 상기 제어 유닛은, 상기 제1 데이터 패키지로부터 적어도 부분적으로 얻어진 데이터를 외삽함으로써 상기 작동 이벤트의 실행을 제어한다. 결과적으로, 작동 이벤트들을 제어하는 간단하고 견고한 방법이 제공된다.

Description

내연 엔진을 위한 작동 이벤트들의 제어{Control of operational events for an internal combustion engine}

본 발명은, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 회전 동안에 시간에 따라 달라지는 제어 파라미터에 응하여 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더를 위한 각각의 또는 몇몇의 연소 사이클(들) 동안에 능동 부재(active member)의 작동 이벤트(operational event)의 실행을 제어하기 위한 방법 및/또는 시스템에 관한 것이다.

다중-실린더 내연 엔진 내의 각각의 실린더의 각각의 연소 사이클 동안에 능동 부재들의 작동 이벤트들의 실행의 정확한 타이밍 및 제어가 매우 중요하며, 이는 그 피스톤 위치에 직접적으로 연계되는 크랭크샤프트의 순간 각위치의 갱신되고 정확한 정보에 의존한다. 예를 들어 각각의 연소 사이클 동안에 시간에 맞춰(in time) 제어될 작동 이벤트들은 연료 분사, 점화 및 유입 밸브 및 배출 밸브의 작동, 윤활유(lubricant) 및 압축된 공기의 상기 실린더로의 공급의 순간들을 포함한다.

본 발명이 속한 종류의 제어 방법들 및 시스템들은 예를 들어 본 출원인에 속한 일본 특허 JP 5143939 B2호로부터 기술 분야에 잘 알려져 있는바, 상기 일본 특허 JP 5143939 B2호에는, 제어 파라미터의 값들을 캡처하고 상기 캡처된 값들을 통신 네트워크를 통하여 전송하고 상기 네트워크 안에서의 전달 시간을 판별(determine)함으로써 발생되는 보상 요인을 갖고 상기 캡처된 값들을 보상하는 제어 시스템이 개시된다. 상기 전달 시간은 상기 값들의 캡처 시간과 제어 유닛 안의 수신 시간 사이의 차이를 찾아냄으로써 판별된다.

그러나 제어 유닛의 수신 시간을 판별하는 것은 복잡하며, 추가 전용 하드웨어를 요한다.

상기 추가 전용 하드웨어는 상기 시스템의 기능부전(malfunction)의 위험을 더 증가시킨다.

따라서, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더의 각각의 연소 사이클 동안에 작동 이벤트들을 제어하기 위한 더 간단하고 더 견고한 방법 및/또는 시스템을 제공하는 것이 문제로 남는다.

제1 양상에 따르면 본 발명은, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더에 대한 각각의 연소 사이클 동안에 상기 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 회전 동안에 시간에 따라 달라지는 제어 파라미터에 응하여 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 제어 방법은:

각각의 연소 사이클 동안, 내부 클록(internal clock)을 가진 제1 센서 유닛에 의해 제1 이산 순간(first discrete instance)에 상기 제어 파라미터의 제1 순간값을 캡처하는 단계;

상기 제1 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 상기 캡처된 제1 순간값 및 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값을 나타내는 데이터를 포함하여 시간/파라미터 공간 내에서 제1 지점으로 귀결되는 제1 데이터 패키지를 발생시키는 단계;

상기 제1 데이터 패키지를, 통신 네트워크를 통하여, 상기 제1 센서 유닛의 내부 클록과 동기화되는 내부 클록을 가지는 제1 제어 유닛으로 전송하는 단계;

상기 제1 제어 유닛 안에서 상기 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도(temporal rate of change)의 제1 산출값을 얻는 단계;를 포함하며, 상기 방법은:

상기 제1 제어 유닛 안의 상기 제1 데이터 패키지의 수신시에 직접적으로 의존함 없는 프로세싱의 시간에서 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값에 따라 선택되는 제1 선택 이산 순간(first selected discrete instance)에 상기 제어 파라미터의 값; 또는 상기 제어 파라미터의 상기 값이 미리 결정된 목표(값)에 도달하는 때에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값; 중 하나를 상기 제1 제어 유닛 안에서 산출(estimate)하는 단계를 더 포함하고,

상기 제1 선택 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 값 또는 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값은, 상기 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도(temporal rate of change)의 얻어진 제1 산출값을 이용하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 상기 제1 지점을 직접적으로 외삽함으로써 산출되며,

상기 작동 이벤트는, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달 또는 초과했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값에 도달 또는 초과했다고 산출되는 때에 개시된다.

결과적으로, 상기 제1 제어 유닛의 수신 시간의 검출을 위한 수단 또는 결정적 통신 네트워크의 필요 없이 상기 내연 엔진 안의 작동 이벤트가 제어될 수 있는 방법이 제공된다.

추가로 상기 방법은 비결정적 프로세싱 유닛들(non-deterministic processing units)을 제어 유닛들로서 이용하는 것을 가능하게 하는바, 왜냐하면 상기 프로세싱 유닛 안의 수신 시간과 프로세싱 시간 사이의, 달라지는 시간 지연은 상기 방법의 정확성에 영향을 끼치지 않기 때문이다.

이는 복수개의 작업들을 수행하는 단일 프로세싱 유닛의 이용을 가능하게 하는바, 예컨대 상기 제1 제어 유닛은 상기 내연 엔진의 모든 실린더들의 작동 이벤트를 제어하도록 구성되는 단일 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다.

상기 통신 네트워크는 비결정적 통신 네트워크, 즉, 네트워크 안에서의 전달 시간이 확률적(stochastic)인, 예컨대 이더넷 기반 네트워크와 같은, 통신 네트워크일 수 있다.

비결정적 통신 네트워크의 이용은 표준 구성요소들이 이용될 수 있도록 하고, 상기 네트워크 안의 모든 지점들 사이의 전용 연결이 필요하지 않음, 즉, 네트워크 스위치들이 이용될 수 있음에 따라서 설치 비용을 더 낮춘다. 상기 제1 센서 유닛의 클록(clock)과 상기 제1 제어 유닛의 클록은, 일본 특허 JP 5143939 B2호에서 도 2와 관련하여 개시된 방법 또는 다른 방법들, 예컨대 IEEE 1588을 이용하여 동기화될 수 있다.

선형 또는 비선형 모델과 같은 임의의 유형의 외삽법(extrapolation)이 이용될 수 있다.

몇몇 실시예들에서 상기 제1 데이터 패키지는, 그 수신 시간이 판별되지 않는 방식으로 상기 제1 제어 유닛 안에 수신된다.

상기 제1 제어 유닛은 비결정적 프로세싱 시간을 가질 수 있는바, 즉, 상기 제1 데이터 패키지의 수신 시간과 상기 제1 데이터 패키지 안의 데이터를 프로세싱하는 시간 사이의 상기 프로세싱 유닛의 시간 지연은 비결정적일 수 있으며, 즉, 상기 제1 프로세싱 유닛은 달라지는 길이를 갖는 큐(queue)를 포함할 수 있다.

상기 제1 제어 유닛은 단일 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 대안으로서 상기 제1 제어 유닛은 복수개의 프로세싱 유닛들을 포함할 수 있는바, 예컨대 중앙 프로세싱 유닛에 통신적으로 결합된 비-중앙(de-central) 프로세싱 유닛이 각각의 실린더에 가까이 제공될 수 있으며, 여기에서 상기 비-중앙 프로세싱 유닛들의 내부 클록은 상기 중앙 프로세싱 유닛의 내부 클록과 동기화된다.

상기 변화의 일시적 속도의 제1 산출값은, 상기 제1 센서 유닛에 의해 얻어질 수 있으며, 상기 제1 데이터 패키지로 상기 제1 제어 유닛에 송신된다. 대안으로서/추가적으로 상기 변화의 일시적 속도의 제1 산출값은 상기 제1 제어 유닛에 의해, 예를 들어 상기 시간/파라미터 공간 내의 2개 이상의 지점들을 프로세싱함으로써 얻어질 수 있다.

상기 제1 데이터 패키지는 상기 제1 센서 유닛에 의해 발생될 수 있다.

바람직한 실시예에서 상기 제어 파라미터의 순간값은, 상기 실린더들 각각의 피스톤 부재들과 연결된 엔진 크랭크샤프트의 순간 위치를 포함한다.

결과적으로, 상기 작동 이벤트의 실행은 상기 연소 사이클 안에서 특정 유리한 지점에서 큰 정확성을 가지고 개시될 수 있다.

상기 미리 결정된 목표(값)은 상기 엔진 크랭크샤프트의 미리 결정될 위치일 수 있다. 전형적으로, 상기 제1 제어 유닛이 상기 작동 이벤트를 개시하는 순간과 상기 능동 요소가 상기 작동 이벤트를 수행하는 실제 순간 사이에는 제어 시간적 지연(control temporal lag)이 존재한다. 따라서 이 제어 시간적 지연을 고려하기 위하여, 미리 결정된 목표(값)이 선택될 수 있다. 전형적으로 상기 제어 시간적 지연이 적어도 부분적으로 상기 엔진의 속력과 비상관적임에 따라 상기 미리 결정된 목표(값)은 상기 엔진 속력에 따라 선택될 수 있는바, 예컨대 높은 엔진 속력에서 상기 미리 결정된 목표(값)은 낮은 엔진 속력에서 미리 결정된 목표(값)에 비하여 약간 더 작을 수 있다(상기 제어 시간적 지연은 상기 크랭크샤프트가 낮은 엔진 속력에 비하여 높은 엔진 속력에서 더 회전함으로 귀결된다).

몇몇 실시예들에서, 상기 제어 방법은:

각각의 연소 사이클 동안, 상기 제1 이산 순간 후에 있는 제2 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛에 의해 상기 제어 파라미터의 제2 순간값을 캡처하는 단계;

상기 제2 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 상기 캡처된 제2 순간값 및 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값을 나타내는 데이터를 포함하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 제2 지점으로 귀결되는 제2 데이터 패키지를 발생시키는 단계;

상기 제2 데이터 패키지를, 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 제어 유닛으로 전송하는 단계;를 더 포함하며,

상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값에 도달했다고 산출된 후에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용 없이 상기 작동 이벤트가 제어되며,

상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값에 도달했다고 산출되기 전에 상기 제2 데이터 패키지가 상기 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용과 함께 상기 작동 이벤트가 제어된다.

결과적으로, 상기 작동 이벤트는, 상기 제2 데이터 패키지가 소실(lost)되거나 상기 제1 제어 유닛에 늦게 도달하더라도 제어될 수 있다.

이는 높은 정확성과 높은 신뢰성 둘 모두를 가진 채 상기 작동 이벤트가 제어될 수 있도록 하는바, 즉, 상기 제1 데이터 패키지는 상기 높은 신뢰성을 제공하고, 상기 제2 데이터 패키지는 상기 높은 정확성을 제공한다.

게다가 상기 제1 데이터 패키지 또는 제2 데이터 패키지가 손상되더라도 상기 작동 이벤트가 제어될 수 있다.

상기 제1 데이터 패키지 안의 데이터가 프로세싱되는, 즉 상기 시간/파라미터 공간 내의 제2 지점을 외삽함으로써 상기 제1 데이터 패키지 안의 데이터가 프로세싱되는 바와 같이 대응되는 방식으로 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터를 프로세싱함에 의한, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용으로써 상기 작동 이벤트가 제어될 수 있다. 상기 시간/파라미터 공간 내의 제2 지점은 상기 변화의 일시적 속도의 제1 산출값 또는 상기 변화의 일시적 속도의 제2 산출값을 이용하여 외삽될 수 있다. 상기 변화의 일시적 속도의 제2 산출값은 다음 등식을 이용하여 얻어질 수 있다:

여기에서, pt₂는 상기 변화의 일시적 속도의 제2 산출값이고, Δp는 상기 제1 이산 순간에서의 제어 파라미터의 값과 상기 제2 이산 순간에서의 제어 파라미터의 값 사이의 차이이며, Δt는 상기 제1 이산 순간과 상기 제2 이산 순간 사이의 시간이다.

몇몇 실시예들에서 상기 제어 파라미터의 상기 제2 순간값은, 상기 제1 프로세싱 유닛이 상기 제2 데이터 패키지를 프로세싱하기 위해 가지는 시간이 상기 작동 이벤트의 실행이 개시되기 전의 시간의 99.9%, 99.5%, 99% 또는 95% 미만이 되는 방식으로 캡쳐된다.

이는 상기 미리 결정된 목표(값)에 매우 가까운 제2 순간값을 캡처함으로써 이루어질 수 있는바, 즉, 상기 제2 순간값은 미리 결정될 수 있으며, 상기 제2 이산 순간은 연소 사이클들 사이에서 달라질 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 제어 파라미터의 상기 제1 순간값은, 상기 제1 프로세싱 유닛이 상기 제1 데이터 패키지를 프로세싱하기 위하여 가지는 시간이 상기 제어 파라미터가 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달하기 전의 시간의 적어도 99.9%, 99.5%, 또는 99%이 되는 방식으로 캡처된다.

이는 상기 미리 결정된 목표(값)에 대해 크게 떨어진 제1 순간값을 캡처함으로써 이루어질 수 있는바, 즉, 상기 제1 순간값이 미리 결정될 수 있으며, 상기 제1 이산 순간은 연소 사이클들 사이에서 달라질 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 제어 방법은:

연소 사이클 안에서 상기 작동 이벤트가 개시된 후에, 상기 연소 사이클 동안의 특정 순간에 상기 제어 파라미터의 확인값을 상기 제1 센서 유닛에 의해 캡처하는 단계;

상기 특정 순간에서의 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값 및 상기 확인값을 포함하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 확인 지점(verification point)으로 귀결되는 제1 확인 데이터 패키지를 발생시키는 단계;

상기 확인 데이터 패키지를, 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 제어 유닛으로 전송하는 단계;

상기 시간/파라미터 공간 내에서 상기 제1 지점 및/또는 제2 지점과 상기 확인 지점 사이에서 외삽함으로써, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달하는 상기 이산 순간의 확인 산출값을 상기 제1 제어 유닛 안에서 산출하는 단계;

상기 작동 이벤트의 개시를 위해 이용된 산출값과 상기 확인 산출값 사이의 불일치(discrepancy)를 판별하는 단계로서, 상기 판별된 불일치는 후속 연소 사이클들 안에서 상기 작동 이벤트를 제어하는 데에 이용하기 위한 보정 계수(correction factor)를 발생시키는 데에 이용되는, 판별 단계;를 더 포함한다.

결과적으로, 오차들이 전형적으로 반복가능한 성질을 가짐에 따라서 상기 방법의 정확성은 시간의 흐름에 따라 향상될 수 있다. 이는 상기 시스템이 새로운 근원의 오차들에 적응되는 것을 추가로(further) 가능하게 함으로써 상기 시스템을 더 견고하게 한다. 이는, 상기 엔진이 한번에 연속적으로 며칠 또는 몇 주 동안 가동될 필요가 있을 수 있는 차량(vessel)의 내연 엔진에 상기 방법이 이용되는 때에 특히 중요하다.

몇몇 실시예들에서, 상기 제어 방법은:

연소 사이클 동안에 능동 요소가 상기 작동 이벤트를 수행하는 이산 순간을, 상기 능동 요소에 위치된 능동 요소 센서 유닛에 의해 측정하는 단계로서, 상기 능동 요소 센서 유닛은 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록과 동기화된 내부 클록을 가지는, 측정 단계;

상기 측정된 이산 순간을 포함하는 제2 확인 데이터 패키지를 발생시키는 단계;

상기 제2 확인 데이터 패키지를, 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 제어 유닛으로 전송하는 단계로서, 상기 제1 제어 유닛이 상기 제2 확인 데이터 패키지를 프로세싱함으로써 후속 연소 사이클들에서 이용하기 위한 보정 계수를 발생시키는, 전송 단계;를 더 포함한다.

결과적으로, 상기 방법의 정확성이 더 향상될 수 있다. 이는 추가로, 상기 방법이 적어도 부분적으로 자기-교정적(self-calibrating)이도록 할 수 있음으로써 그 설치 비용이 감소될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제1 제어 유닛에 의한 작동 이벤트의 개시로부터 상기 능동 요소에 의해 상기 작동 이벤트가 실제로 수행되는 때까지의 제어 시간적 지연을 산출함으로써 상기 보정 계수를 발생시킨다.

상기 보정 계수는, 후속 연소 사이클들을 위한 제어 파라미터의 미리 결정된 목표(값)을 변경하는 데에 이용될 수 있는바, 예컨대 상기 제어 시간적 지연이 증가된다면 상기 미리 결정된 목표(값)은 낮춰지고, 상기 제어 시간적 지연이 감소된다면, 상기 미리 결정된 목표(값)은 증가된다.

몇몇 실시예들에서, 상기 미리 결정된 목표(값)은 상기 엔진의 속력 및 상기 제어 시간적 지연의 산출 둘 모두에 따라 선택된다.

몇몇 실시예들에서, 여분의 제2 센서 유닛이 추가적으로 상기 제어 파라미터의 값들을 캡처하고 상기 값들을 제어 유닛에 전송한다.

상기 여분의 제2 센서 유닛은 통신 네크워크를 통하여 여분의 제2 제어 유닛과 통신할 수 있으며, 여기에서 상기 여분의 제2 센서 유닛 및 상기 여분의 제2 제어 유닛은 상기 제1 센서 유닛 및 상기 제1 제어 유닛에 해당되는 작용들을 수행하는바, 이에 의해 완전한 여분(full redundancy)이 제공된다.

결과적으로, 상기 제어 유닛들 및/또는 센서 유닛들 중 하나가 기능부전을 일으키는 때라도 상기 작동 이벤트들이 제어될 수 있으므로 더 견고한 방법이 제공된다.

몇몇 실시예들에서, 각각의 연소 사이클에 대하여 캡처된 제어 파라미터의 값들의 개수는 상기 연소 사이클들의 길이에 따라 선택된다.

각각의 연소 사이클에 대하여 캡처된 제어 파라미터의 값들의 개수는, 상기 연소 사이클들이 짧을 때에 비하여 상기 연소 사이클들이 긴 때에 더 높을 수 있다.

결과적으로, 작동 이벤트들은 상기 제1 제어 유닛의 프로세싱 능력(capabilities)에 과부하를 주지 않고도 높은 모터 속력에서 제어될 수 있다.

제2 양상에 따르면, 본 발명은, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더에 대한 각각의 또는 몇몇의 연소 사이클(들) 동안에 상기 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 회전 동안에 시간에 따라 달라지는 제어 파라미터에 응하여 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 상기 제어 시스템은:

내부 클록을 가진 제1 센서 유닛으로서, 상기 제1 센서 유닛은, 각각의 연소 사이클 동안에 제1 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 제1 순간값을 캡처하고, 상기 제어 파라미터의 상기 캡처된 제1 순간값 및 상기 제1 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값을 포함하여 시간/파라미터 공간 내에서 제1 지점으로 귀결되는, 제1 데이터 패키지를 발생시키는, 제1 센서 유닛; 및

상기 제1 센서 유닛의 내부 클록과 동기화되도록 구성된 내부 클록을 가진 제1 제어 유닛으로서, 상기 제1 제어 유닛은 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 센서 유닛에 연결되며 또한 상기 이산 파라미터의 변화의 일시적 속도의 제1 산출값을 얻도록 구성되는, 제1 제어 유닛;을 포함하고,

상기 제1 센서 유닛은 상기 제1 데이터 패키지를, 상기 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 제어 유닛으로 전송하도록 구성되며, 상기 제1 제어 유닛은 상기 제1 데이터 패키지의 수신에 응하여:

상기 제1 제어 유닛 안의 상기 제1 데이터 패키지의 수신 시간에 직접적으로 의존하지 않은 채 프로세싱의 시간에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값에 따라 선택되는 제1 선택 이산 순간에서의 상기 제어 파라미터의 값; 또는

상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)에 도달하는 때의 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값;을 산출하도록 더 구성되고,

상기 제1 선택 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 값 또는 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값은, 상기 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도의 상기 얻어진 제1 산출값을 이용하여 상기 시간/파라미터 공간 내의 상기 제1 지점을 직접적으로 외삽함으로써 산출되고, 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달 또는 초과했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값에 도달 또는 초과했다는 것을 상기 제1 제어 유닛이 산출하는 때에 상기 작동 이벤트를 개시하도록 구성된다.

결과적으로, 상기 제1 제어 유닛의 수신 시간의 검출을 위한 수단 또는 결정적 통신 네트워크의 필요 없이 상기 내연 엔진 안의 작동 이벤트를 제어할 수 있는 더 간단한 시스템이 제공된다.

바람직한 실시예에서 상기 제어 파라미터의 순간값은, 상기 실린더들 각각의 피스톤 부재들과 연결된 엔진 크랭크샤프트의 순간 위치를 포함한다.

몇몇 실시예들에서, 상기 제1 센서 유닛은, 각각의 연소 사이클 동안에, 상기 제1 이산 순간 후에 있는 제2 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 제2 순간값을 캡처하고, 상기 제어 파라미터의 상기 캡처된 제2 순간값 및 상기 제2 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값을 포함하여 시간/파라미터 공간 내에서 제2 지점으로 귀결되는, 제2 데이터 패키지를 발생시키고, 상기 제2 데이터 패키지를, 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 제어 유닛으로 전송하도록 더 구성되며;

상기 제1 제어 유닛은,

상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값에 도달했다고 산출된 후에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용 없이 상기 작동 이벤트의 실행을 제어하도록 구성되고, 그리고

상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값에 도달했다고 산출되기 전에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용과 함께 상기 작동 이벤트의 실행을 제어하도록 구성된다.

몇몇 실시예들에서, 상기 제1 센서 유닛은, 연소 사이클 안에서 상기 작동 이벤트가 개시된 후에 상기 연소 사이클 동안의 특정 순간에 상기 제어 파라미터의 확인값을 캡처하고, 상기 특정 순간에서의 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값 및 상기 확인값을 포함하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 확인 지점으로 귀결되는 제1 확인 데이터 패키지를 발생시키고, 상기 제1 확인 데이터 패키지를, 상기 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 제어 유닛으로 전송하도록 더 구성되며;

상기 제1 제어 유닛은, 상기 제1 지점 및/또는 제2 지점과 상기 시간/파라미터 공간 내의 확인 지점 사이에서 외삽함으로써 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달하는 이산 순간의 확인 산출값을 산출하고, 상기 작동 이벤트의 개시를 위해 이용된 산출값과 상기 확인 산출값 사이의 불일치를 더 판별하도록 구성되고, 상기 판별된 불일치는 후속 연소 사이클들 안에서 상기 작동 이벤트를 제어하는 데에 이용하기 위한 보정 계수를 발생시키는 데에 이용된다.

몇몇 실시예들에서, 상기 제어 시스템은 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록과 동기화되도록 구성되는 내부 클록을 가진 능동 요소 센서를 더 포함하고,

상기 능동 요소 센서는 상기 통신 네트워크를 통하여 상기 제1 제어 유닛에 연결되며, 상기 능동 요소 센서는, 상기 능동 요소가 연소 사이클 동안에 상기 작동 이벤트를 수행하는 이산 순간을 측정하고, 상기 측정된 이산 순간을 포함하는 제2 확인 데이터 패키지를 발생시키고, 상기 제2 확인 데이터 패키지를 상기 제1 제어 유닛으로 전송하도록 구성되며,

상기 제1 제어 유닛은, 후속 연소 사이클들 안에서 상기 작동 이벤트를 제어하는 데에 이용하기 위하여, 상기 제2 확인 데이터 패키지를 프로세싱함으로써 보정 계수를 발생시키도록 더 구성된다.

몇몇 실시예들에서 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제1 제어 유닛에 의한 작동 이벤트의 개시로부터 상기 능동 요소에 의해 상기 작동 이벤트가 실제로 수행되는 때까지의 시간 지연을 산출함으로써 상기 보정 계수를 발생시키도록 구성된다.

본 발명의 상이한 양상들은, 위에서 그리고 다음에서 설명되는 바와 같은, 작동 이벤트들을 제어하기 위한 방법, 그리고 작동 이벤트들을 제어하기 위한 시스템을 포함하는 상이한 방식들로 구현될 수 있는바, 그 각각은 위에서 설명된 양상들 중 적어도 하나와 함께 설명된 이점들 및 장점들 중 하나 이상을 만들어 내며, 그 각각은 위에서 설명되거나 그리고/또는 종속항들에서 개시된 양상들 중 적어도 하나와 함께 설명된 바람직한 실시예들에 대응되는 하나 이상의 바람직한 실시예들을 가진다. 게다가 본 명세서에 설명된 양상들 중 하나와 함께 설명된 실시예들은 다른 양상들에도 동일하게 적용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

위의, 그리고/또는 추가의, 본 발명의 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들의 예시적이고 비한정적인 다음의 실시예들의 상세한 설명에 의해 더 해명될 것인바, 상기 첨부된 도면들 중에서:
도 1에는, 본 발명의 실시예에 따른, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더에 대한 각각의 연소 사이클 동안의 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 방법의 흐름도가 도시된다.
도 2에는, 본 발명의 실시예에 따라, 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)에 도달하는 때에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값을 산출하도록 제어 유닛이 상기 제1 데이터 패키지로부터의 데이터를 어떻게 이용할 수 있는지가 도시된다.
도 3에는, 본 발명의 실시예에 따라, 제1 선택 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 값을 제어 유닛이 어떻게 산출할 수 있는지가 도시되는바, 여기에서 상기 제1 선택 이산 순간은 상기 제1 제어 유닛 안의 상기 제1 데이터 패키지의 수신 시간에 직접적으로 의존하지 않은 채 상기 프로세싱 시간에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값에 따라 선택된다.
도 4 및 5에는, 본 발명의 실시예들에 따라, 제어 유닛이 2개의 데이터 패키지들로부터의 데이터를 어떻게 활용할 수 있는지가 도시된다.
도 6에는, 본 발명의 실시예들에 따라, 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하도록 복수개의 데이터 패키지들로부터의 데이터를 상기 제1 제어 유닛이 어떻게 이용할 수 있는지를 보여주는 흐름도가 도시된다.
도 7에는, 본 발명의 실시예들에 따라, 확인 데이터 패키지로부터의 데이터가 어떻게 정확성을 향상시키는 데에 이용될 수 있는지가 도시된다.
도 8 내지 10에는 본 발명의 실시예들에 따른 제어 시스템들을 포함하는 내연 엔진들의 개략적 도면들이 도시된다.
다음 설명에서 첨부된 도면들에 대한 참조가 이루어지는바, 이는 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 예시로써 보여준다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더에 대한 각각의 연소 사이클 동안에 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 방법의 흐름도(100)가 도시된다. 제1 단계(101)에서 제1 이산 순간에 제어 파라미터의 제1 순간값이 제1 센서 유닛에 의해 캡처된다. 다음, 단계(102)에서, 상기 제1 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 상기 캡처된 제1 값 및 상기 제1 센서 유닛의 내부 클록의 값을 나타내는 데이터를 포함하여 시간/파라미터 공간 내에서 제1 지점으로 귀결되는 제1 데이터 패키지가 발생된다. 그 후 상기 제1 데이터 패키지는 단계(103)에서 통신 네트워크를 통하여 제1 제어 유닛으로 전송되며, 여기에서 상기 제1 제어 유닛은 상기 제1 센서 유닛의 내부 클록과 동기화되는 내부 클록을 가진다. 그 후 단계(104)에서 상기 제1 제어 유닛은 상기 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도의 제1 산출값을 얻는다.

다음, 단계(105)에서 상기 제1 제어 유닛은: 제1 선택 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 값으로서, (도 3에 관하여 설명되는 바와 같이) 상기 제1 선택 이산 순간이 상기 제1 데이터 패키지의 상기 제1 제어 유닛 안의 수신 시간에 직접적으로 의존하지 않은 채 프로세싱 시간에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값에 따라 선택되는, 상기 제어 파라미터의 값; 또는 (도 2에 관하여 설명되는 바와 같이) 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)에 도달하는 때의 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값;을 산출한다.

마지막으로, 단계(106)에서, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값에 도달했다고 산출되는 때에 상기 작동 이벤트가 개시된다.

앞서 언급된 바와 같이, 도 2에는, 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(204)에 도달하는 때에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값을 산출하도록 제어 유닛이 상기 제1 데이터 패키지로부터의 데이터를 어떻게 이용할 수 있는지가 도시된다. 도시되는 것은, 시간을 나타내는 제1 축(201) 및 상기 제어 파라미터의 값들을 나타내는 제2 축(202)을 포함하는 시간/파라미터 공간(200)이다. 지점(p1)은 상기 시간 파라미터 공간 내의 제1 지점을 나타낸다. 따라서 209는 상기 제어 파라미터의 상기 제1 이산 순간에 캡처된 제1 순간값을 나타내며, 208은 상기 제1 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛(및 상기 제1 제어 유닛)의 내부 클록의 값을 나타낸다. 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(204)에 도달하는 경우에, 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값(t1)을 산출하기 위하여, 상기 제1 제어 유닛은 첫째로, 상기 제어 파라미터의 변화의 속도(rate of change)의 얻어진 제1 산출값을 이용하여 상기 지점(p1)을 외삽함으로써 선(203)을 발생시키고, 둘째로, 상기 미리 결정된 목표(값)을 나타내는 선(204)과 상기 외삽된 선(203) 사이의 교차점을 판별한다. 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 제1 센서 유닛의 내부 클록과 동기화되므로, 상기 제1 제어 유닛은 그것의 내부 클록이 t1에 도달할 때까지 단순히 대기한 후에 상기 작동 이벤트를 개시할 수 있다. 결과적으로, 상기 통신 네트워크 안에서 상기 제1 데이터 패키지의 정확한 전달 시간은 상기 방법의 정확성에 영향을 끼치지 않는다. 유일한 요구사항은, 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 t1에 도달하기 전에 상기 제1 데이터 패키지가 상기 제1 제어 유닛에 의해 프로세싱되어야만 한다는 것이다. 이는, 상기 통신 네트워크 안에서의 전달 시간을 판별할 필요 없이 비-결정적 통신 네트워크를 이용할 수 있게 한다.

앞서 언급된 바와 같이 도 3에는, 제1 선택 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 값을 제어 유닛이 어떻게 산출할 수 있는지가 도시되는바, 여기에서 상기 제1 선택 이산 순간은 상기 제1 제어 유닛 안의 상기 제1 데이터 패키지의 수신 시간에 직접적으로 의존하지 않은 채 상기 프로세싱 시간에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값에 따라 선택된다. 이 접근법에서 상기 제1 제어 유닛은 상기 제어 파라미터의 현재값의 산출값을 지속적으로 유지(constantly keep)하며, 데이터 패키지가 수신되는 때에 상기 산출값을 갱신한다. 도시되는 것은 시간을 나타내는 제1 축(301) 및 상기 제어 파라미터의 값들을 나타내는 제2 축(302)을 포함하는, 시간/파라미터 공간(300)이다. 지점(p1)은 상기 시간 파라미터 공간 내의 제1 지점을 나타낸다. 따라서 309는 상기 제1 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 캡처된 제1 순간값을 나타내며, 308은 상기 제1 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛(및 상기 제1 제어 유닛)의 내부 클록의 값을 나타낸다. 선 부분(line section; 306)은, 상기 제1 데이터 패키지가 프로세싱되기 전에 상기 제어 파라미터의 값의, 상기 제1 제어 유닛에 의해 만들어진 산출값들을 도시한다. t_proc에서 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제어 파라미터의 변화의 속도의 얻어진 제1 산출값을 이용하여 p1을 외삽함으로써 상기 제1 데이터 패키지를 프로세싱하고, 상기 제어 파라미터의 현재값의 산출값은 t_proc에서 상기 외삽된 선을 평가함(evaluating)으로써 갱신된다. 선 부분(307)은, 상기 제1 데이터 패키지가 프로세싱된 후에 상기 제어 파라미터의 값의, 상기 제1 제어 유닛에 의해 만들어진 산출값들을 도시한다. 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(304)에 도달했다는 것을 상기 제1 제어 유닛이 산출하는 때에 상기 작동 이벤트가 개시된다. 상기 제1 이산 순간(308)과 t_proc(330) 사이의 시간 차이는, 상기 제1 데이터 패키지의 상기 통신 네트워크 안에서의 전달 시간 및 상기 제1 제어 유닛 안에서의 큐잉(queue)의 결합이며, 이 둘은 모두 확률적일 수 있다.

도 4 및 5에는, 본 발명의 실시예들에 따라, 복수개의 데이터 패키지들로부터의 데이터를 이용하여 작동 이벤트의 실행이 어떻게 제어될 수 있는지가 도시된다.

도 4에는, 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(404)에 도달하는 때의, 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값을 산출하는 데에 2개의 데이터 패키지들로부터의 데이터가 어떻게 이용될 수 있는지가 도시된다. 도시되는 것은, 시간을 나타내는 제1 축(401) 및 상기 제어 파라미터의 값을 나타내는 제2 축(402)을 포함하는 시간/파라미터 공간(400)이다. 지점(p1)은 제1 데이터 패키지 안의 데이터로부터 비롯된 상기 시간 파라미터 공간 내의 제1 지점을 나타내고, 409는 상기 제어 파라미터의, 제1 이산 순간에 캡처된 제1 순간값을 나타내며, 408은 상기 제1 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛(및 상기 제1 제어 유닛)의 내부 클록의 값을 나타낸다. 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(404)에 도달하는 경우에, 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값의 제1 산출값(t1)을 만들기 위하여, 상기 제1 제어 유닛은 첫째로, 상기 제어 파라미터의 변화의 속도(rate of change)의 얻어진 제1 산출값을 이용하여 상기 지점(p1)을 외삽함으로써 선(403)을 발생시키고, 둘째로, 상기 미리 결정된 목표(값)을 나타내는 선(404)과 상기 외삽된 선(403) 사이의 교차점을 판별한다. 상기 방법의 정확성을 향상시키기 위하여, 제2 데이터 패키지로부터의 데이터가 추가적으로 이용된다. 지점(p2)은 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터로부터 비롯된 시간 파라미터 공간 내의 제2 지점을 나타내고, 411은 상기 제2 파라미터의, 제2 이산 순간에 캡처된 제2 순간값을 나타내며, 412는 상기 제2 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛(및 상기 제1 제어 유닛)의 내부 클록의 값을 나타낸다. 상기 외삽된 선(403)이 상기 제어 파라미터를 정확하게 나타낸다면, 상기 지점(p2)은 403 상에 놓일 것이다. 그러나 다양한 오차의 근원들로 인하여, 전형적으로 p2는 약간 오프셋될 것이다.

상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(404)에 도달하는 경우에, 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값의 제2 산출값(t2)을 만들기 위하여, 상기 제1 제어 유닛은 첫째로, 상기 제어 파라미터의 변화의 속도(rate of change)의 얻어진 제2 산출값을 이용하여 상기 지점(p2)을 외삽함으로써 선(405)을 발생시키고, 둘째로, 상기 미리 결정된 목표(값)을 나타내는 선(404)과 상기 외삽된 선(405) 사이의 교차점을 판별한다.

상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 제1 센서 유닛의 내부 클록과 동기화되므로, 상기 제1 제어 유닛은 그것의 내부 클록이 t2에 도달할 때까지 단순히 대기한 후에 상기 작동 이벤트를 개시할 수 있다.

상기 미리 결정된 목표(값)(404)에 더 가까운 제어 파라미터에 관련된 정보를 상기 제2 데이터 패키지가 포함함에 따라 t2는 t1보다 더 정확한 산출값일 것이다.

2개를 초과하는 데이터 패키지들로부터의 정보, 예컨대 적어도 3개, 4개, 또는 5개의 데이터 패키지들로부터의 정보가 이용될 수 있음이 주목되어야 한다.

도 5에는, 제1 선택 이산 순간 및 제2 선택 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 값을 산출하는 데에 2개의 데이터 패키지들이 어떻게 이용될 수 있는지가 도시되는바, 여기에서 상기 제1 이산 순간 및 제2 이산 순간은, 상기 2개의 데이터 패키지의 상기 제1 제어 유닛 안의 수신 시간에 직접적으로 의존하지 않은 채, 상기 2개의 데이터 패키지들을 프로세싱하는 시간에 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값에 따라 선택된다. 이 접근법에서 상기 제1 제어 유닛은 상기 제어 파라미터의 현재값의 산출값을 지속적으로 유지(constantly keep)하며, 데이터 패키지가 프로세싱되는 때에 상기 산출값을 갱신한다. 도시되는 것은 시간을 나타내는 제1 축(501) 및 상기 제어 파라미터의 값들을 나타내는 제2 축(502)을 포함하는, 시간/파라미터 공간(500)이다. 지점(p1)은 제1 데이터 패키지로부터 비롯된 상기 시간 파라미터 공간 내의 제1 지점을 나타내며, 509는 제1 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 캡처된 제1 순간값을 나타내며, 508은 상기 제1 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛(및 상기 제1 제어 유닛)의 내부 클록의 값을 나타낸다. 선 부분(506)은, 상기 제1 데이터 패키지가 프로세싱되기 전에 상기 제어 파라미터의 값의, 상기 제1 제어 유닛에 의해 만들어진 산출값들을 도시한다. t_proc에서 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제어 파라미터의 변화의 속도의 얻어진 제1 산출값을 이용하여 p1을 외삽함으로써 상기 제1 데이터 패키지를 프로세싱하고, 상기 제어 파라미터의 현재값의 산출값은 t_proc에서 상기 외삽된 선을 평가함으로써 갱신된다. 그 정확성을 향상시키기 위하여 제2 데이터 패키지로부터의 데이터가 상기 제1 제어 유닛에 의해 추가적으로 프로세싱된다. 지점(p2)은 상기 제2 데이터 패키지로부터 비롯된 상기 시간 파라미터 공간 내의 제2 지점을 나타내고, 511은 제2 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 캡처된 제2 순간값을 나타내며, 512는 상기 제2 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛(및 상기 제1 제어 유닛)의 내부 클록의 값을 나타낸다. t_proc2에서 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제어 파라미터의 변화의 속도의 얻어진 제2 산출값을 이용하여 p2을 외삽함으로써 상기 제2 데이터 패키지를 프로세싱하고, 상기 제어 파라미터의 현재값의 산출값은 t_proc2에서 상기 외삽된 선을 평가함으로써 갱신된다. 선 부분(507)은 t_proc와 t_proc2 사이의 주기에서 상기 제어 파라미터의 값의, 상기 제1 제어 유닛에 의해 만들어진 산출값들을 도시하고, 선 부분(505)은, 상기 제2 데이터 패키지가 프로세싱된 후에 상기 제어 파라미터의 값의, 상기 제1 제어 유닛에 의해 만들어진 산출값들을 도시한다. 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(504)에 도달했다는 것을 상기 제1 제어 유닛이 산출하는 때에 상기 작동 이벤트가 개시된다.

도 6에는, 본 발명의 실시예들에 따라, 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하도록 복수개의 데이터 패키지들로부터의 데이터를 상기 제1 제어 유닛이 어떻게 이용할 수 있는지를 보여주는 흐름도가 도시된다. 제1 단계(601)에서 상기 제1 제어 유닛은, 상기 제어 파라미터가 미리 결정된 목표(값)에 도달했다는 것을 산출하는 경우에, 그것의 내부 클록(t)가 앞서 결정된 값(T)에 도달 또는 초과하였는지 여부를 판별한다. 상기 내부 클록(t)가 상기 결정된 값(T)에 도달했다면, 단계(602)에서 상기 작동 이벤트가 개시된다. 대안으로서 상기 제1 제어 유닛은, 새 데이터 패키지가 수신되었는지 여부를 단계(603)에서 판별한다.

새 데이터 패키지가 수신되었다면, 단계(604)에서 상기 제1 제어 유닛은 상기 제1 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도의 산출값을 얻는다. 상기 변화의 일시적 속도의 얻어진 산출값 및 상기 데이터 패키지 안의 데이터(상기 시간 파라미터 공간 내의 지점)를 이용하여, 단계(605)에서 상기 제1 제어 유닛은, 도 2 및/또는 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달하는 때의 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값의 새 산출값을 판별한다. 다음, 상기 제1 제어 방법의 시간 분해능을 한정하는 시간적 지연(Δproc) 후에 상기 제1 제어 유닛은 단계(601)로 복귀한다. 단계(603)에서 상기 제1 제어 유닛이, 새 데이터 패키지가 수신되지 않았다고 판별한다면, 상기 제1 제어 유닛은 (상기 시간적 지연(Δproc) 후에) 직접적으로 단계(601)로 복귀한다. 따라서 제1 데이터 패키지 및 제2 데이터 패키지가 각각의 연소 사이클에 대하여 발생된다면, 상기 제1 제어 유닛은, (단계(601)에서) 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했다고 상기 제1 제어 유닛이 산출한 후에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터로부터의 정보를 이용하지 않은 채로, 그리고 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했다고 상기 제1 제어 유닛이 산출하기 전에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터로부터의 정보를 이용함과 함께, 상기 작동 이벤트의 실행을 제어할 수 있다.

결과적으로, 상기 제2 데이터 패키지가 상기 제1 제어 유닛에 시간에 맞춰 도달하는 것이 요구되지 않음에 따라, 상기 제2 데이터 패키지가 상기 미리 결정된 목표(값)에 매우 가까운 제어 파라미터의 정보를 포함하는 방식으로 레코딩(recorded)될 수 있다. 따라서 상기 제1 데이터 패키지는 높은 신뢰성을 제공할 수 있으며, 상기 제2 데이터 패키지는 높은 정확성을 제공할 수 있다.

상기 단계들은 전적으로 소프트웨어로 구현되거나 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있는바, 예컨대 상기 이벤트의 개시에 관련된 단계들(601, 602)은 하드웨어로 구현될 수 있는 반면, 단계들(603, 604, 및 605)은 소프트웨어로 구현될 수 있는 점이 주목되어야 한다. 도 7에는, 본 발명의 실시예에 따르면 정확성을 향상시키는 데에 확인 데이터 패키지로부터의 데이터가 어떻게 이용되는지가 도시된다. 도시되는 것은, 시간을 나타내는 제1 축(701) 및 상기 제어 파라미터의 값들을 나타내는 제2 축(702)을 포함하는 시간/파라미터 공간(700)이다. 지점(p1)은 제1 데이터 패키지 안의 데이터로부터 비롯된 상기 시간 파라미터 공간 내의 제1 지점을 나타내며, 709는 제1 이산 순간에 상기 제어 파라미터의 캡처된 제1 순간값을 나타내며, 708은 상기 제1 이산 순간에 상기 제1 센서 유닛(및 상기 제1 제어 유닛)의 내부 클록의 값을 나타낸다. 상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(704)에 도달하는 경우에, 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록의 값의 제1 산출값(t1)을 만들기 위하여, 상기 제1 제어 유닛은 첫째로, 상기 제어 파라미터의 변화의 속도(rate of change)의 얻어진 제1 산출값을 이용하여 상기 지점(p1)을 외삽함으로써 선(703)을 발생시키고, 둘째로, 상기 미리 결정된 목표(값)을 나타내는 선(704)과 상기 외삽된 선(703) 사이의 교차점을 판별한다. 따라서 상기 제1 제어 유닛은 그것의 내부 클록이 t1에 도달하는 때에 작동 이벤트를 개시한다. 위에서 설명된 바와 같이 후속 연소 사이클들에 대한 정확성을 향상시키기 위하여 제1 확인 데이터 패키지가 상기 제1 제어 유닛 안에 수신된다. 상기 제1 확인 데이터 패키지는, 상기 연소 사이클 안에서 상기 작동 이벤트가 개시된 후에 특정 순간에 캡처된 상기 제어 파라미터(720)의 확인값, 및 상기 특정 순간에 상기 제1 센서 유닛의 내부 클록(721)의 값을 포함하며, 이는 상기 시간/파라미터 공간 내의 확인 지점(vp)의 결과가 된다. 다음, 상기 제1 제어 유닛은, 상기 시간/파라미터 공간 내에서 상기 제1 지점(p1)과 상기 확인 지점(vp) 사이에서 외삽함으로써, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했던 이산 순간의 확인 산출값(ve)을 산출한다. 이 확인 산출값(ve)을 이용하여, 상기 작동 이벤트(t1)를 개시하기 위하여 이용된 산출값과 상기 확인 산출값(ve) 사이의 불일치(715)가 판별된다. 그 후 이 불일치는, 상기 제1 제어 유닛에 의해, 후속 연소 사이클들 안에서 상기 작동 이벤트를 제어하는 데에 이용하기 위한 보정 계수를 발생시키는 데에 이용된다.

도 8에는 본 발명의 실시예들에 따라, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더에 대한 각각의 연소 사이클 동안에 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는 내연 엔진의 개략적 도면이 도시된다. 상기 내연 엔진은 4개의 실린더들(2)을 포함하고, 각각의 실린더(2)는 결부된 능동 부재(8)를 구비한다. 상기 제어 시스템은, 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 제1 제어 유닛(4)에 통신적으로 결합된 제1 센서 유닛(3)을 포함한다. 상기 통신 네트워크는 유선 연결들(10) 및 스위치(11)를 포함한다. 이 실시예에서 상기 제1 제어 유닛은 단일 중앙 프로세싱 유닛(4)을 포함한다.

도 9에는 본 발명의 실시예들에 따라, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더에 대한 각각의 연소 사이클 동안에 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는 내연 엔진의 개략적 도면들이 도시된다. 상기 내연 엔진은 4개의 실린더들(2)을 포함하고, 각각의 실린더(2)는 결부된 능동 부재(8)를 구비한다. 상기 제어 시스템은 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 제1 제어 유닛(4, 5)에 통신적으로 결합된 제1 센서 유닛(3)을 포함한다. 상기 통신 네트워크는 유선 연결들(wired connections; 10) 및 스위치(11)를 포함한다. 이 실시예에서 상기 제1 제어 유닛은, 단일 중앙 프로세싱 유닛(4), 및 각각의 실린더(2)의 능동 요소(8)에 위치된 4개의 비-중앙 프로세싱 유닛들(5)을 포함한다.

도 10에는 본 발명의 실시예들에 따른, 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더에 대한 각각의 연소 사이클 동안에 능동 부재의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는, 내연 엔진의 개략적 도면들이 도시된다. 도 10에 도시된 제어 시스템은 도 9에 도시된 제어 시스템과 유사한데, 도 10에 도시된 제어 시스템에는 여분의 제2 센서 유닛(3’) 및 여분의 제2 제어 유닛(4’)이 제공된다는 차이점이 있다.

몇몇 실시예들이 상세하게 설명되고 도시되어 왔지만, 본 발명은 그것들에 한정되는 것이 아니며, 오히려 아래 청구항들에서 한정되는 대상물의 범위 내에서 다른 방식들로도 실시될 수 있다. 특히, 본 발명의 범위로부터 이탈됨 없이 다른 실시예들이 활용될 수 있고 구조적 및 기능적 변경들이 이루어질 수 있다는 점이 이해될 것이다.

여러 수단들을 열거하고 있는 시스템 청구항들에서, 이 수단들 중 여러 개는 다름 아닌 바로 동일한 하드웨어 물품에 의해 실시될 수 있다. 단지 특정 조치들이 서로 다른 종속항들에서 재인용되거나 상이한 실시예들에서 설명된다는 사실이 이 조치들의 조합이 장점으로 이용될 수 없다는 것을 의미하지 않는다. "포함하다/포함하는"이라는 용어가 이 명세서 내에서 이용되는 때에, 그 용어는 언급된 특징들, 완전체들(integers), 단계들 또는 구성요소들의 존재를 구체화하는 것으로 취해진 것이고, 하나 이상의 다른 특징들, 완전체들, 단계들, 구성요소들 또는 그것들의 군(群)들의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니라는 점이 강조되어야 한다.

Claims (12)

1. 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더(2)에 대한 각각의 또는 몇몇의 연소 사이클(들) 동안에 상기 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 회전 동안에 시간에 따라 달라지는 제어 파라미터에 응하여 능동 부재(8)의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 방법(100)으로서, 상기 제어 방법은:
   각각의 연소 사이클 동안, 내부 클록(internal clock)을 가진 제1 센서 유닛(3)에 의해 제1 이산 순간(first discrete instance; 208, 308)에 상기 제어 파라미터(209, 309)의 제1 순간값을 캡처하는 단계(101);
   상기 제1 이산 순간(208, 308)에 상기 제어 파라미터(209, 309)의 상기 캡처된 제1 순간값 및 상기 제1 센서 유닛(3)의 상기 내부 클록의 값을 나타내는 데이터를 포함하여 시간/파라미터 공간 내에서 제1 지점(p1)으로 귀결되는 제1 데이터 패키지를 발생시키는 단계(102);
   상기 제1 데이터 패키지를, 통신 네트워크(10, 11)를 통하여, 상기 제1 센서 유닛(3)의 내부 클록과 동기화되는 내부 클록을 가지는 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하는 단계;
   상기 제1 제어 유닛(4, 5) 안에서 상기 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도(temporal rate of change)의 제1 산출값을 얻는 단계;를 포함하며,
   상기 방법은:
   상기 제1 제어 유닛(4, 5) 안의 상기 제1 데이터 패키지의 수신 시간에 직접적으로 의존하지 않은 채 프로세싱의 시간에 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록의 값에 따라 선택되는 제1 선택 이산 순간(first selected discrete instance; t_proc)에 상기 제어 파라미터의 값; 또는 상기 제어 파라미터의 상기 값이 미리 결정된 목표(값)(204, 304)에 도달하는 때에 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록의 값(t1); 중 하나를 상기 제1 제어 유닛(4, 5) 안에서 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제1 선택 이산 순간(t_proc)에 상기 제어 파라미터의 값 또는 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록의 값(t1)은, 상기 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도의 얻어진 제1 산출값을 이용하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 상기 제1 지점(p1)을 직접적으로 외삽함으로써 산출되며,
   상기 작동 이벤트는, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)(204, 304)에 도달 또는 초과했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값(t1)에 도달 또는 초과했다고 산출되는 때에 개시되는, 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 파라미터의 순간값은, 상기 실린더들(2)의 각각의 피스톤 부재들과 연결된 엔진 크랭크샤프트의 순간 위치를 포함하는, 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 방법은:
   각각의 연소 사이클 동안, 상기 제1 이산 순간(208, 308) 후에 있는 제2 이산 순간(412, 512)에 상기 제1 센서 유닛(3)에 의해 상기 제어 파라미터의 제2 순간값(411, 511)을 캡처하는 단계;
   상기 제2 이산 순간(412, 512)에 상기 제어 파라미터(411, 511)의 상기 캡처된 제2 순간값 및 상기 제1 센서 유닛(3)의 상기 내부 클록의 값을 나타내는 데이터를 포함하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 제2 지점(p2)으로 귀결되는 제2 데이터 패키지를 발생시키는 단계;
   상기 제2 데이터 패키지를, 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하는 단계;를 더 포함하며,
   상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값(t1)에 도달했다고 산출된 후에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용 없이 상기 작동 이벤트가 제어되며,
   상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)(404, 504)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛의 내부 클록이 상기 산출된 값(t1)에 도달했다고 산출되기 전에 상기 제2 데이터 패키지가 상기 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용과 함께 상기 작동 이벤트가 제어되는, 제어 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 방법은:
   연소 사이클 안에서 상기 작동 이벤트가 개시된 후에, 상기 연소 사이클 동안의 특정 순간(721)에 상기 제어 파라미터의 확인값(720)을 상기 제1 센서 유닛(3)에 의해 캡처하는 단계;
   상기 특정 순간(721)에서의 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값 및 상기 확인값(720)을 포함하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 확인 지점(verification point; vp)으로 귀결되는 제1 확인 데이터 패키지를 발생시키는 단계;
   상기 확인 데이터 패키지를, 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하는 단계;
   상기 시간/파라미터 공간 내에서 상기 제1 지점(p1) 및/또는 제2 지점(p2)과 상기 확인 지점(vp) 사이에서 외삽함으로써, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)(704)에 도달하는 상기 이산 순간의 확인 산출값(ve)을 상기 제1 제어 유닛 안에서 산출하는 단계;
   상기 작동 이벤트의 개시를 위해 이용된 산출값과 상기 확인 산출값(ve) 사이의 불일치(discrepancy)를 판별하는 단계로서, 상기 판별된 불일치는 후속 연소 사이클들 안에서 상기 작동 이벤트를 제어하는 데에 이용하기 위한 보정 계수를 발생시키는 데에 이용되는, 판별 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 방법은:
   연소 사이클 동안에 능동 요소(8)가 상기 작동 이벤트를 수행하는 이산 순간을, 상기 능동 요소(8)에 위치된 능동 요소 센서 유닛에 의해 측정하는 단계로서, 상기 능동 요소 센서 유닛은 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록과 동기화된 내부 클록을 가지는, 측정 단계;
   상기 측정된 이산 순간을 포함하는 제2 확인 데이터 패키지를 발생시키는 단계;
   상기 제2 확인 데이터 패키지를, 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하는 단계로서, 상기 제1 제어 유닛(4, 5)이 상기 제2 확인 데이터 패키지를 프로세싱함으로써 후속 연소 사이클들에서 이용하기 위한 보정 계수를 발생시키는, 전송 단계;를 더 포함하는, 제어 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 연소 사이클에 대하여 캡처되는 제어 파라미터의 값들의 개수는 상기 연소 사이클들의 길이에 따라 선택되는, 제어 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 여분의 제2 센서 유닛(3’)이 상기 제어 파라미터의 값들을 추가적으로 캡처하고 상기 값들을 제어 유닛(4’)으로 전송하는, 제어 방법.
8. 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 실린더(2)에 대한 각각의 또는 몇몇의 연소 사이클(들) 동안에 상기 다중-실린더 내연 엔진의 각각의 회전 동안에 시간에 따라 달라지는 제어 파라미터에 응하여 능동 부재(8)의 작동 이벤트의 실행을 제어하기 위한 시스템으로서, 상기 제어 시스템은:
   내부 클록을 가진 제1 센서 유닛(3)으로서, 상기 제1 센서 유닛(3)은, 각각의 연소 사이클 동안에 제1 이산 순간(208, 308)에 상기 제어 파라미터(209, 309)의 제1 순간값을 캡처하고, 상기 제어 파라미터(209, 309)의 상기 캡처된 제1 순간값 및 상기 제1 이산 순간(208, 308)에 상기 제1 센서 유닛의 상기 내부 클록의 값을 포함하여 시간/파라미터 공간 내에서 제1 지점(p1)으로 귀결되는, 제1 데이터 패키지를 발생시키는, 제1 센서 유닛; 및
   상기 제1 센서 유닛(3)의 내부 클록과 동기화되도록 구성된 내부 클록을 가진 제1 제어 유닛(4, 5)으로서, 상기 제1 제어 유닛(4, 5)은 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 센서 유닛(3)에 연결되며 또한 상기 이산 파라미터의 변화의 일시적 속도의 제1 산출값을 얻도록 구성되는, 제1 제어 유닛;을 포함하고,
   상기 제1 센서 유닛(3)은 상기 제1 데이터 패키지를, 상기 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하도록 구성되며,
   상기 제1 제어 유닛(4, 5)은 상기 제1 데이터 패키지의 수신에 응하여:
   상기 제1 제어 유닛(4, 5) 안의 상기 제1 데이터 패키지의 수신 시간에 직접적으로 의존하지 않은 채 프로세싱의 시간에 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록의 값에 따라 선택되는 제1 선택 이산 순간(t_proc)에서의 상기 제어 파라미터의 값; 또는
   상기 제어 파라미터의 값이 미리 결정된 목표(값)(204, 304)에 도달하는 때의 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록의 값(t1);을 산출하도록 더 구성되고,
   상기 제1 선택 이산 순간(t_proc)에서의 상기 제어 파라미터의 값 또는 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록의 값(t1)은, 상기 제어 파라미터의 변화의 일시적 속도의 상기 얻어진 제1 산출값을 이용하여 상기 시간/파라미터 공간 내의 상기 제1 지점(p1)을 직접적으로 외삽함으로써 산출되고,
   상기 제1 제어 유닛(4, 5)은, 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)에 도달 또는 초과했거나 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록이 상기 산출된 값(t1)에 도달 또는 초과했다는 것을 상기 제1 제어 유닛(4, 5)이 산출하는 때에 상기 작동 이벤트를 개시하도록 구성되는, 제어 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 제어 파라미터의 순간값은, 상기 실린더들(2) 각각의 피스톤 부재들과 연결되는 엔진 크랭크샤프트의 순간 위치를 포함하는, 제어 시스템.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 센서 유닛(3)은, 각각의 연소 사이클 동안에, 상기 제1 이산 순간(411, 511) 후에 있는 제2 이산 순간(412, 512)에 상기 제어 파라미터의 제2 순간값(411, 511)을 캡처하고, 상기 제어 파라미터(411, 511)의 상기 캡처된 제2 순간값 및 상기 제2 이산 순간(412, 512)에 상기 제1 센서 유닛(3)의 상기 내부 클록의 값을 포함하여 시간/파라미터 공간 내에서 제2 지점(p2)으로 귀결되는, 제2 데이터 패키지를 발생시키고, 상기 제2 데이터 패키지를, 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하도록 더 구성되며;
    상기 제1 제어 유닛(4, 5)은:
    상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)(404, 504)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록이 상기 산출된 값(t1)에 도달했다고 산출된 후에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용 없이 상기 작동 이벤트의 실행을 제어하도록 구성되고; 그리고
    상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)(404, 504)에 도달했거나 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록이 상기 산출된 값(t1)에 도달했다고 산출되기 전에 상기 제2 데이터 패키지가 특정 연소 사이클에 대하여 프로세싱된다면, 상기 제2 데이터 패키지 안의 데이터의 이용과 함께 상기 작동 이벤트의 실행을 제어하도록 구성되는, 제어 시스템.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 센서 유닛(3)은, 연소 사이클 안에서 상기 작동 이벤트가 개시된 후에 상기 연소 사이클 동안의 특정 순간(721)에 상기 제어 파라미터의 확인값(720)을 캡처하고, 상기 특정 순간(721)에서의 상기 제1 센서 유닛(3)의 상기 내부 클록의 값 및 상기 확인값(720)을 포함하여 상기 시간/파라미터 공간 내에서 확인 지점(vp)으로 귀결되는 제1 확인 데이터 패키지를 발생시키고, 상기 제1 확인 데이터 패키지를, 상기 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하도록 더 구성되며;
    상기 제1 제어 유닛(4, 5)은, 상기 제1 지점(p1) 및/또는 제2 지점(p2)과 상기 시간/파라미터 공간 내의 확인 지점(vp) 사이에서 외삽함으로써 상기 제어 파라미터의 값이 상기 미리 결정된 목표(값)(704)에 도달하는 이산 순간의 확인 산출값(ve)을 산출하고, 상기 작동 이벤트의 개시를 위해 이용된 산출값과 상기 확인 산출값(ve) 사이의 불일치(715)를 더 판별하도록 구성되고, 상기 판별된 불일치(715)는 후속 연소 사이클들 안에서 상기 작동 이벤트를 제어하는 데에 이용하기 위한 보정 계수를 발생시키는 데에 이용되는, 제어 시스템.
12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 제1 제어 유닛(4, 5)의 내부 클록과 동기화되도록 구성되는 내부 클록을 가진 능동 요소 센서를 더 포함하고, 상기 능동 요소 센서는 상기 통신 네트워크(10, 11)를 통하여 상기 제1 제어 유닛(4, 5)에 연결되며,
    상기 능동 요소 센서는, 상기 능동 요소(8)가 연소 사이클 동안에 상기 작동 이벤트를 수행하는 이산 순간을 측정하고, 상기 측정된 이산 순간을 포함하는 제2 확인 데이터 패키지를 발생시키고, 상기 제2 확인 데이터 패키지를 상기 제1 제어 유닛(4, 5)으로 전송하도록 구성되며,
    상기 제1 제어 유닛(4, 5)은, 후속 연소 사이클들 안에서 상기 작동 이벤트를 제어하는 데에 이용하기 위하여, 상기 제2 확인 데이터 패키지를 프로세싱함으로써 보정 계수를 발생시키도록 더 구성되는, 제어 시스템.

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