KR102059029B1 - 공기 충전량을 줄여 내연기관을 작동하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

공기 충전량을 줄여 내연기관을 작동하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 실린더(2)를 구비한 내연기관(1)의 작동 방법에 관한 것으로서, 실린더들(2) 중 어느 하나는 연료/공기 혼합기가 제1 실린더(2)의 연소실 안에서 점화되는 연소 행정에 위치하고, 실린더들(2) 중 다른 하나는 다른 실린더(2) 안에 위치하는 공기의 압축이 이루어지는 압축 행정에 위치하며, 압축 행정에 위치하는 실린더(2)의 인렛 밸브(3) 및/또는 아웃렛 밸브(4)가 제어되어 이들이 압축 행정의 초기부터 일정 시간 구간 동안 개방되어 있다.

Description

공기 충전량을 줄여 내연기관을 작동하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH REDUCED AIR CHARGE}
본 발명은 내연기관, 특히 연소 행정에 위치하지 않는 실린더들의 견인 토크를 줄이기 위한 조치들에 관한 것이다.
일반적으로 다기통 엔진의 작동은, 개별 실린더들의 작동 행정들이 서로 오프셋되어 제공되도록 이루어진다. 즉, 실린더들 중 어느 하나는 연소 행정에 위치하여 부분 토크를 제공하지만, 실린더들 중 상응하는 다른 하나는 상응하는 실린더의 연소실 안으로 흡입된 공기가 압축되는 압축 행정에 위치한다. 압축 행정에서 관련 실린더는 연소실 안에 위치하는 공기를 압축하기 위한 일을 개시하여, 연소 행정에 위치하는 내연기관의 실린더의 부분 토크를 억제하는 토크를 일으킨다.
현재 이용되고 있는 내연기관들을 시동하기 위해 일반적으로 외부의 토크원에 의해, 예컨대 스타터 모터에 의해 크랭크축의 회전 운동이 도입된다. 실린더 안으로의 연료 분사는 크랭크축의 스타트업과 동시에 시작된다. 각각의 경우에 연소 행정(작동 행정)에 위치하는 다음 실린더 안으로 분사되는 연료량은 관련 실린더 내 기존 공기 충전량에 따라 실린더의 연소실 내 공연비에 대한 희망하는 람다값으로부터 도출된다.
이러한 공기 충전량은 인렛 및 아웃렛 밸브의 상승 커브로부터 도출되며, 더 정확하게는 내연기관의 크랭크축의 위치에 따라, 즉 크랭크축 각도에 따라 도출된다. 외부 토크원에 의한 견인을 통해 내연기관을 시동하기 직전에 인렛 밸브와 아웃렛 밸브는, 압축 행정에 위치하는 실린더들 중 어느 한 실린더 또는 복수의 실린더가 견인 시작 전에 연행 공기 충전량을 가지는 위치에 위치한다. 그로 인해 관련 실린더들 중 어느 하나의 실린더 또는 복수의 실린더가 압축 토크를 일으키며, 이 압축 토크를 위해 시동 토크는 더 커야한다.
본 발명에 따르면 제1항에 따른 공기 충전량을 줄여 내연기관을 작동하는 방법 및 종속 청구항들에 따른 장치, 엔진 시스템 및 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명의 그외 유리한 실시예들은 종속항들에 개시되어 있다.
제1 측면에 따라, 복수의 실린더를 구비한 내연기관의 작동 방법이 제공되어 있으며, 이 실린더들 중 어느 하나는 연료/공기 혼합기가 제1 실린더의 연소실 안에서 점화되는 연소 행정에 위치하고, 이 실린더들 중 다른 하나는 다른 실린더 안에 위치하는 공기의 압축이 이루어지는 압축 행정에 위치하며, 압축 행정에 위치하는 실린더의 인렛 밸브 및/또는 아웃렛 밸브가 제어되어 이들이 압축 행정의 초기부터 일정 시간 구간 동안 개방되어 있다.
기본적으로 상기 방법의 사상은, 특히 압축 행정 동안 압축 토크를 줄이기 위해, 특히 흡입 행정 후 인렛 밸브의 폐쇄 지연을 통해 실린더 내 공기 충전량을 줄이는 데 있다. 이는 특히 내연기관의 특정 작동 단계들에서, 예컨대 시동할 때, 구동 토크와 상반되는 토크를 줄이기에 적절하다. 특히 엔진 시동 동안에는 인렛 밸브와 아웃렛 밸브의 밸브 개방 시점들과 밸브 폐쇄 시점들에 영향을 줄 수 있는 가능성들이 일반적으로 결여되어 있기 때문에, 점화될 최초 실린더들에 대한 공기 충전량이 필요에 맞게 선택될 수 없고, 특히 감소될 수 없다.
연행된 공기량에 따라 실린더 내 피스톤에 가해지는 압축 압력을 통해 압축 토크가 발생하고, 이 압축 토크는 최소 토크로서 외부 토크원에 의해 제공되어야 한다. 이는 내연기관을 시동하는 데 필요한 외부 토크가 일반적으로 바라는 것처럼 감소되는 것을 억제한다. 제안된 압축 토크 감소가 예컨대 하이브리드 구동 시스템에서 가지는 장점으로서, 전기에 의해 주행하는 동안 전동기에 의해 제공되는 가용 토크의 훨씬 더 많은 분량이 전기에 의한 주행에 이용될 수 있다는 것인데, 내연기관의 어떤 시동에라도 대비해 보유한 예비 토크는 극복되어야 할 압축 토크가 더 작아져, 감소될 수 있기 때문이다.
또한, 내연기관을 시동하기 위해 시동 토크가 단지 적게 필요하면, 스타터 모터의 출력을 작도록 설계할 수 있다.
또한, 압축 토크를 줄여 내연기관의 스타터 없는 시동 역시 달성될 수 있는 데, 그 이유는 실린더들 중 어느 하나의 실린더 내 최초 점화를 통해 충분한 부분 토크가 제공될 수 있으므로, 다른 한 실린더의 압축 토크는 공기량이 미리 감소되어 압축되므로 극복될 수 있기 때문이다.
특히, 압축 행정에 위치하는 실린더의 인렛 밸브 및/또는 아웃렛 밸브가 개방되어 있는 시간 구간은 이 연소 행정에 위치하는 실린더의 정지 위치에 따라 결정될 수 있다. 연소 행정에 위치하는 실린더의 정지 위치에 의해 그 안에 있는 공기량이 결정되므로, 관련 실린더 안에서 연소 시에 달성가능한 부분 토크가 결정될 수 있다. 연소 동안 연소 행정에 위치하는 실린더를 압축하여, 압축 행정에 위치하는 실린더를 구동하고 이의 피스톤을 상응하게 상사점까지 운동하도록, 이 시간 구간은 관련 실린더의 밸브의 개방 위치에 상응하게 조절될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 이 시간 구간은 연소 행정에 위치하는 실린더의 공기량에 맞게 조절될 수 있다.
연소 행정에 위치하는 실린더 내 피스톤이 선행하는 정지 과정에서 달성하였어야 하는 최적의 정지 위치가 존재한다. 사용되는 정지 방법에 근거해, 정지 위치가 정확하게 달성될 수 없거나 초과되는 사실이 발생할 수 있다. 실린더 내에서 연소할 때 발생하는 부분 토크가 양자의 경우에, 최적 정지 위치에서 달성될 수 있는 부분 토크보다 더 작다. 이런 이유로, 압축 행정에 위치하는 실린더 안에서 관련 인렛 또는 아웃렛 밸브가 개방되어 있는 시간 구간이 연장되어, 관련 실린더 안에 있는 공기를 압축하는 데 필요한 기계적 에너지가 감소될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 선행하는 정지 과정에서 정지 위치가 정확하게 맞지 않는 경우에서도, 내연기관의 스타터 없는 시동이 실시될 수 있다.
내연기관에 의해 작동되는 차량의 코스팅 모드에서 내연기관은 코스팅 모드에서 클러치를 개방해 정지될 수 있다. 만약 코스팅 모드를 벗어나고 구동 토크가 필요하면, 차량의 운동 에너지는 클러치의 체결을 통해 내연기관의 시동에 사용될 수 있다. 필요한 시동 토크를 줄이므로써 이와 같은 클러치 스타트가 저속에서도 편안하게 이루어질 수 있으며, 결합시 버킹의 세기가 운전자에 의해 감소될 수 있다.
또한, 이 시간 구간은, 연소 행정에 위치하는 실린더를 통해 제공되는 부분 토크가 인렛 밸브 또는 아웃렛 밸브의 폐쇄 후 압축 행정에 위치하는 실린더 안에 남아 있는 공기량을 압축하기에 충분하도록 제공될 수 있다.
한 실시예에서, 인렛 밸브 또는 아웃렛 밸브는 상승 커브들에 의거해 내연기관의 크랭크축의 크랭크축 각도에 따라 제어될 수 있으며, 크랭크축 각도와 관련하여 상승 커브는 변위될 수 있으며, 인렛 밸브의 폐쇄 시점이 이 시간 구간의 종료에 상응하는 방식으로, 인렛 밸브를 개방하기 위한 제어가 이 시간 구간 동안 압축 행정의 초기에 인렛 밸브의 상승 커브의 변위를 통해 실시된다.
내연기관의 시동을 위해 압축 행정에 위치하는 실린더의 인렛 밸브 및/또는 아웃렛 밸브는, 일정 시간 구간 동안 압축 행정의 초기에 개방되어 있으며, 이때 시간 구간은 각각의 경우, 동시에 연소 행정에 위치하는 실린더를 통해 야기되는 부분 토크에 따르도록 제어된다.
압축 행정에 위치하는 실린더 안에 있는 공기량이 이 시간 구간에 의해 결정될 수 있으며, 이와 같은 공기량 때문에, 연소 행정에 위치하는 실린더를 통해 야기된 부분 토크보다 더 작은 압축 토크가 발생한다.
이 시간 구간은 내연기관의 시동 전에 연소 행정에 위치하는 실린더의 피스톤의 실제 정지 위치에 따라서 조절될 수 있다.
다른 한 측면에 따라, 복수의 실린더를 구비한 내연기관을 작동하기 위한 장치, 특히 제어 유닛이 제공되어 있으며, 실린더들 중 어느 하나의 실린더는 관련 실린더의 연소실에서 연료/공기 혼합기가 점화되는 연소 행정에 위치하지만, 실린더들 중 다른 하나의 실린더는 관련 실린더 안에 위치하는 공기의 압축이 이루어지는 압축 행정에 위치하고, 이 장치는, 압축 행정에 위치하는 실린더의 인렛 밸브 및/또는 아웃렛 밸브를 제어하여 이들이 일정 시간 구간 동안 압축 행정의 초기에 개방되도록 형성되어 있다.
다른 한 측면에 따라, 엔진 시스템이 제공되어 있으며, 이 엔진 시스템은
- 하나 이상의 인렛 밸브와 하나 이상의 아웃렛 밸브를 각각 포함하는 실린더를 구비한 내연기관,
- 인렛 밸브를 제어하기 위한 인렛 밸브 캠축,
- 크랭크축 각도와 관련하여 인렛 밸브의 상승 커브의 위상 위치를 조정하기 위한 인렛 밸브 위상 조정기,
- 아웃렛 밸브를 제어하기 위한 아웃렛 밸브 캠축,
- 크랭크축 각도와 관련하여 아웃렛 밸브의 상승 커브의 위상 위치를 조정하기 위한 아웃렛 밸브 위상 조정기, 및
- 상기 장치를 포함한다.
또한, 엔진 시스템은 인렛 밸브 위상 조정기 및/또는 아웃렛 밸브 위상 조정기를 자동으로 조절하기 위한 제어 장치를 포함할 수 있다.
유압식으로 작동되는 인렛 밸브 위상 조정기 및/또는 유압식으로 작동되는 아웃렛 밸브 위상 조정기를 조절하기 위한 유압을 제공하기 위해, 상기 제어 장치는 유압 펌프를 포함할 수 있다.
다른 한 측면에 따라 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 상기 장치에서 실행될 때 상기 방법의 모든 단계들을 실시하기 위해, 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공되어 있다.
하기에서 첨부 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상술한다.
도 1은 복수의 실린더를 구비한 내연기관의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 내연기관을 시동하기 위한 방법의 흐름도.
도 1에는 복수의, 도시된 실시예에서는 4개의 실린더(2)를 구비한 내연기관(1)이 개략적으로 도시되어 있다. 하기에서 설명하는 내연기관(1)은 실린더(2)의 연소실 안에 연료를 직접 분사하는 사행정 가솔린 엔진이다.
각 실린더(2)는 인렛 밸브(3)와 아웃렛 밸브(4)를 가지고 있으며, 이와 같은 밸브들은 이에 상응하는 적절한 인렛 밸브 캠축(5)과 아웃렛 밸브 캠축(6)에 의해 제어된다. 그러나 실린더(2)는 하나 이상의 인렛 밸브(3)와 하나 이상의 아웃렛 밸브(4)를 가질 수도 있다. 이 인렛 밸브 캠축들(5)과 아웃렛 밸브 캠축들(6)은 하나의 크랭크축(7)과 결합되어 있다.
크랭크축(7)의 크랭크축 각도와 관련하여 개별 인렛 및 아웃렛 밸브(3, 4)의 상승 커브를 자신의 위상 위치에서 조정하기 위해, 인렛 밸브 캠축(5)을 위해 인렛 밸브 위상 조정기(8)가 제공될 수 있으며 아웃렛 밸브 캠축(6)을 위해 아웃렛 밸브 위상 조정기(9)가 제공될 수 있다. 인렛 밸브 위상 조정기(8) 및 아웃렛 밸브 위상 조정기(9)는 일반적으로 유압식으로 작동되지만, 다른 메커니즘에 의해 작동될 수도 있다.
인렛 밸브(3)는 공기 공급 시스템(11)의 흡기관 영역(10)과 연결되어 있으며 아웃렛 밸브(4)는 배기 가스 섹터(13)의 배기 가스 라인 영역(12)과 연결되어 있다.
내연기관(1)의 실린더(2)는 연소실 및 이 안에 배치되어 운동하는 피스톤을 가지고 있다. 실린더들(2)은 일반적으로 위상차를 가지고 작동되므로, 일반적으로 각각의 경우에 실린더들(2) 중 하나는 연소 행정에 그리고 실린더들(2) 중 다른 하나는 압축 행정에 위치한다.
인렛 및 아웃렛 밸브 위상 조정기(8, 9)는 일반적으로 내연기관(1)의 정지 동안에는 작동될 수 없는 데, 왜냐하면 예컨대 이러한 목적에 필요한 유압이 유압식 조정을 위해 제공되지 않기 때문이다. 인렛 및 아웃렛 밸브(3, 4)의 상승 커브들의 초기 배치는, 실린더 내 피스톤 운동의 하사점 또는 상사점에서 개방 및 폐쇄가 이루어지도록 실시된다.
그러므로 특히 시동 시에 시동 토크가 상승하는 데, 실린더(2) 안에 있는 공기를 위해 압축 토크가 대기압 아래로 떨어져야 하기 때문이다. 또한, 마찬가지로 공기 공급 시스템(11)의 흡입 행정 동안 대기압이 우세하기 때문에, 압축 행정에 선행하는 흡입 행정 동안 관련 실린더(2)의 연소실 안으로 흡입되는 공기량이 많다. 이러한 공기량을 압축하는 데 그에 상응하게 큰 압축 토크가 필요하며, 이 압축 토크는 내연기관(1)의 시동 동안 극복되어야 한다.
압축 토크를 줄이기 위해, 압축 행정의 초기에 관련 실린더(2)의 인렛 밸브(3) 및/또는 아웃렛 밸브(4)가 개방 상태로 유지되어야 하므로, 압축 행정에 위치하는 실린더(2)의 인렛 밸브(3) 및/또는 아웃렛 밸브(4)가 압축 행정의 초기부터 특정 시간 구간 동안 개방되어 있다. 특정 시간 구간은 압축 행정의 시작을 의미하는 피스톤의 하사점에서 시작하여 크랭크축 각도의 변화량에 상응한다. 크랭크축 각도의 상응하는 변화량은 특정 회전수에서 압축 행정의 초기부터 특정 시간 구간 동안 달성된다. 인렛 밸브(3) 및/또는 아웃렛 밸브(4)가 개방되어 있으면, 선행하는 흡입 행정 동압 흡입된 공기량의 일부는 실린더(2) 안에서 피스톤이 운동함으로써 다시 인렛 밸브(3) 및/또는 아웃렛 밸브(4)를 통해 관련 실린더(2)의 연소실로부터 배출된다.
관련 인렛 밸브(3) 및/또는 아웃렛 밸브(4)를 폐쇄하는 시점(하사점 후 관련 크랭크축 각도의 도달)은 이 시점에 실린더(2) 안에 있는 공기량을 결정하며, 결정된 공기량은 압축 행정의 압축 프로세스의 진행 동안 압축된다. 압축 행정의 진행 동안 인렛 밸브(3)가 늦게 폐쇄될수록, 관련 실린더(2) 안에서 압축될 공기량이 그만큼 더 적어지며, 압축에 필요한 압축 토크가 그만큼 더 작아진다. 이와 같은 방식으로, 압축 행정 동안 관련 인렛 밸브(3) 또는 아웃렛 밸브(4)를 폐쇄하는 시점의 확정을 통해 관련 실린더(2)의 공기 충전량 및 인가될 압축 토크가 정확하게 조절될 수 있다.
특히, 흡입 행정의 종료를 지나, 즉 관련 실린더(2) 안에서 피스톤 운동의 하사점을 지나서 인렛 밸브(3)를 개방 상태로 유지하고 지연시켜 폐쇄하는 것이 유리하다. 이는 인렛 밸브(3)의 상승 커브의 지각 변위에 의해 이루어질 수 있다. 어쨌든 관련 실린더(2) 내 공기량이 감소되어야 하기 때문에, 흡입 행정 동안 인렛 밸브(3)가 늦게 개방되면, 실질적으로 아무런 영향이 없다.
스타터 없이 시동하는 경우, 인렛 밸브의 상승 커브의 지각 변위는 아무런 영향도 받지 않는 데, 일반적으로 처음에 압축 행정에 위치하던 실린더가 흡입 행정에 이르는 시점에, 엔진 시동은, 감소된 압축될 공기량이, 압축 행정에 위치하는 실린더 안에서 제공되어 있는 연소 행정에서 실질적으로 종료하고, 인렛 밸브가 폐쇄되는 시점의 상응하는 위상 조정이 더 이른 폐쇄 시점의 방향으로 실시될 수 있기 때문이다. 특히, 피스톤의 하사점의 시점에 실린더 안에 있는 공기량을 압축 행정 동안 전부 압축할 수 있도록, 내연기관은 2 내지 3회의 연소 행정 후 충분한 운동 에너지를 갖는다. 그런 경우, 인렛 밸브를 폐쇄하는 시점의 지각 변위는 더 이상 필요하지 않으며 인렛 밸브 위상 조정기의 상응하는 위상 조정이 관련 실린더의 다음 흡입 행정까지 복원될 수 있다.
종래 내연기관(1)의 경우에 인렛 밸브 위상 조정기(8)는 유압식으로 제어되고 있지만, 내연기관(1)의 시동 과정 동안 이러한 유압식 제어를 제공할만한 유압이 준비되어 있지가 않는다. 그러므로 압축 토크의 감소를 구현하기 위해 추가 오일 펌프(15)가 제공될 수 있으므로, 이 오일 펌프에 의해 인렛 밸브 위상 조정기(8)를 제어하는데 필요한 유압이 제공될 수 있다. 만약 필요한 유압이 준비되면, 인렛 밸브 위상 조정기(8)는 인렛 밸브(3)의 상승 커브가 늦게 작동되도록 작동될 수 있으므로, 인렛 밸브(3)를 폐쇄하는 시점은 분명히 관련 실린더(2) 내 피스톤 운동의 하사점 후에 이루어진다. 특히 인렛 밸브(3)의 폐쇄 시점은 압축 행정 동안 20° 내지 150°만큼 피스톤 운동의 하사점 뒤에 있을 수 있다.
실린더(2) 내에서 압축 토크의 감소는 내연기관(1)을 스타터 없이 시동하는 데에 사용될 수 있다. 스타터 없이 시동하는 과정은 하기에서 도 2의 흐름도와 연계하여 상세하게 설명한다.
크랭크축(7)이 정지해 있으면 단계(S1)에서 연료가 제1 실린더(2) 안으로 분사되며, 이때 실린더는 연소 행정에 위치한다. 이에 필요한 연료량은 크랭크축(7)의 크랭크축 각도에 따라 정해질 수 있으며, 관련 실린더(2) 내 정확한 공기량은 크랭크축 각도로부터 도출된다. 만약 내연기관이 스타터 없이 시동되어야 하면, 연소 행정에 위치하는 실린더 내 연소를 통해 최대의 부분 토크가 달성될 수 있는 정지 위치가 적절한 방법에 의해 사전 설정된다. 4 실린더 엔진의 경우 최적의 정지 위치는 실린더 내 피스톤 운동의 상사점 후 약 90°이다. 만약 최적의 정지 위치가 달성되지 않으면, 그 결과, 제공된 부분 토크가 연소 행정에 있는 실린더 내 연소를 통해 감소되어, 압축 행정에 위치하는 실린더에 있는 공기량이 감소되어야 하고, 이는 인렛 밸브를 폐쇄하는 시점의 지각 변위를 통해 달성될 수 있다.
연소 행정에 위치하는 실린더의 공기량으로부터 제공되는 연료/공기 혼합기를 실린더(2)의 점화 장치를 이용해 점화한 후, 부분 토크가 제공되고, 이 부분 토크는 크랭크축을 회전 운동시킨다.
제2 실린더(2)의 압축 토크가 이 부분 토크를 억제하고, 이 제2 실린더는 압축 행정에 위치하며, 제2 실린더 안에서 회전 운동에 의해 그 안에 있는 공기 충전량이 압축된다. 제1 실린더(2) 내 연소로 인해 발생하는 운동 에너지에 의해 최대 압축 토크가 제한될 수 있다. 최대 압축 토크는 제2 실린더(2) 내 최대 공기 충전량에 상응한다. 그러므로 제2 실린더(2) 안에 있는 공기량은 운동 에너지를 통해 압축될 수 있는 최대 공기량보다 더 작으며, 이 운동 에너지는 제1 실린더(2) 내 연소를 통해 야기되었다. 제2 실린더(2) 내 공기량은 제2 실린더(2)의 흡입 밸브(3)의 폐쇄 각도 조정을 통해 상응하게 감소될 수 있다.
만약 제2 실린더(2) 안에 있는 피스톤이 상사점에 이르면, 그 안에 있는 공기는 최대로 압축된다. 동시에 제1 실린더(2) 내 연소 행정은 종료하고 부분 토크는 이것을 통해 더 이상 제공되지 않는다.
단계(S2)에서 제2 실린더(2) 안에 압축된 공기량에 따라서 연료 분사가 이루어진다. 제2 실린더(2) 안에 있는 연료/공기 혼합기가 점화되고 부분 토크가 야기되어, 이 부분 토크는 제2 실린더(2)의 피스톤의 하사점에서 엔진 운동의 특정 운동 에너지를 야기한다.
제2 실린더(2) 내 연소로부터 운동 에너지가 발생하므로, 제한된 최대 압축 토크가 제공될 수 있다. 최대 압축 토크는 제3 실린더(2) 내 최대 공기 충전량에 상응한다. 그러므로 앞서와 같이 제3 실린더(2)에 있는 공기량은, 제2 실린더(2) 내 연소를 통해 야기되는 운동 에너지에 의해 압축될 수 있는 최대 공기량보다 작도록 보장되어야 한다. 제3 실린더(2) 내 공기량은 제3 실린더(2)의 인렛 밸브(3)의 폐쇄 각도를 조정하여 상응하게 감소될 수 있다.
최대 압축가능한 공기량은 선행하는 연소로부터 결과한 운동 에너지의 크기로부터 도출되므로, 제3 실린더(2)의 압축 행정에서 압축될 공기량이 결정된다. 그러므로 인렛 밸브(3)의 폐쇄 시점은 제3 실린더(2)의 압축 행정 내 최대로 압축 가능한 공기량으로부터 도출된다.
단계(S3)에서, 연소 행정에 위치하는 실린더(2)를 통해 획득한 운동 에너지가 충분하여 그 동안 압축 행정에 위치하는 실린더(2)의 완전 충전량의 압축이 가능한지 여부가 체크된다. 만약 그런 경우라면(택일: 예), 상기 방법은 단계(S4)를 계속한다. 그렇지 않으면(택일: 아니오), 단계(S2)가 이제 연소 행정에 위치하는 실린더(2)로 반복한다.
만약 단계(S4)에서 공기량의 감소를 위해 인렛 밸브(3)의 늦은 폐쇄가 압축 행정의 초기에 더 길게 요구되지 않는 사실이 확인되면, 내연기관(1)의 종래와 같은 작동처럼 인렛 밸브(3)의 상승 커브의 위상 위치가 조정되고, 즉 흡입 행정의 종료 시에 폐쇄될 수 있다. 이는 예컨대 인렛 밸브 캠축(5)의 진각 조정을 통해 달성될 수 있다. 내연기관(1)의 시동이 이것으로 종료된다.
엔진 시동 시에 공기 충전량의 수요지향적 감소는 압축될 제1 실린더에 대해 하사점 후 예컨대 120° 내지 150°의 폐쇄 시점으로, 압축될 제2 실린더에 대해 하사점 후 예컨대 90° 내지 120°의 더 이른 폐쇄 시점으로, 압축될 제3 실린더에 대해 하사점 후 예컨대 60° 내지 90°의 폐쇄 시점으로 그리고 압축될 제4 실린더에 대해 하사점 후 예컨대 30° 내지 60°의 폐쇄 시점으로 이루어질 수 있다.
대안으로서 압축 행정에서 공기량의 감소는 아웃렛 밸브(4)에 의해서도 구현될 수 있다. 이 경우, 공기 충전량을 필요한 만큼 조정할 수 있도록, 흡입 행정 동안 폐쇄되어 있는 아웃렛 밸브(4)가 실린더(2)의 압축 행정 동안 추가로 개방 및 폐쇄될 수 있다.
스타터 없이 시동하기 위해서 압축 행정에 위치하는 실린더에 대해 인렛 밸브와 아웃렛 밸브의 늦은 폐쇄 시점을 보장하기 위해, 이에 상응하게 인렛 및 아웃렛 밸브 위상 조정기(8, 9)가 제공되어 있으므로, 관련 밸브(3, 4)의 늦은 폐쇄 시점이, 연소 행정에 있는 실린더 내 제1 연소 동안 실시될 수 있고, 예컨대 전기 펌프 등에 의해 충전 압력을 제공함으로써 실시될 수 있다.
인렛 및 아웃렛 밸브(3, 4)의 개방 및 폐쇄 시점의 조정이 예컨대 인렛 아웃렛 밸브(3, 4)에 있는 추가 장치들을 통해서도 이루어질 수 있다. 이와 같은 조정은 전동식으로, 전자 유압식으로 또는 기계적으로 사전 설정되는 캠 콘투어에 의해 실시될 수도 있다.

Claims (12)

  1. 복수의 실린더(2)를 구비한 내연기관(1)의 작동 방법으로서, 실린더들(2) 중 어느 하나는 연료/공기 혼합기가 제1 실린더(2)의 연소실 안에서 점화되는 연소 행정에 위치하고, 실린더들(2) 중 다른 하나는 상기 다른 실린더(2) 안에 위치하는 공기의 압축이 이루어지는 압축 행정에 위치하며, 압축 행정에 위치하는 실린더(2)의 인렛 밸브(3)와 아웃렛 밸브(4) 중 어느 하나 또는 이 두 밸브 모두가 제어되어 이들이 압축 행정의 초기부터 일정 시간 구간 동안 개방되어 있고,
    내연기관(1)의 시동을 위해, 압축 행정에 위치하는 실린더(2)의 인렛 밸브(3)와 아웃렛 밸브(4) 중 어느 하나 또는 이 두 밸브 모두는, 일정 시간 구간 동안 압축 행정의 초기에 개방되어 있으며, 이때 시간 구간은 각각의 경우 동시에 연소 행정에 위치하는 실린더(2)를 통해 야기되는 부분 토크에 따르도록 제어되는,
    복수의 실린더를 구비한 내연기관의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시간 구간은 연소 행정에 위치하는 실린더(2)를 통해 제공되는 부분 토크가 인렛 밸브(3) 또는 아웃렛 밸브(4)의 폐쇄 후 압축 행정에 위치하는 실린더(2) 안에 남아 있는 공기량을 압축하기에 충분하도록 제공되는, 복수의 실린더를 구비한 내연기관의 작동 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인렛 밸브(3) 또는 아웃렛 밸브(4)는 상승 커브들에 의거해 내연기관(1)의 크랭크축(7)의 크랭크축 각도에 따라 제어될 수 있으며, 크랭크축 각도와 관련하여 상승 커브는 변위될 수 있으며, 인렛 밸브(3)의 폐쇄 시점이 상기 시간 구간의 종료에 상응하는 방식으로, 인렛 밸브(3)의 제어가 상기 시간 구간 동안 압축 행정의 초기에 인렛 밸브(3)의 상승 커브의 변위를 통해 실시되는, 복수의 실린더를 구비한 내연기관의 작동 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압축 행정에 위치하는 실린더(2) 안에 있는 공기량이 상기 시간 구간에 의해 결정되며, 상기 공기량 때문에, 연소 행정에 위치하는 실린더(2)를 통해 야기된 부분 토크보다 더 작은 압축 토크가 발생하는, 복수의 실린더를 구비한 내연기관의 작동 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시간 구간은 내연기관(1)의 시동 전에 연소 행정에 위치하는 실린더(2)의 피스톤의 실제 정지 위치에 따라서 조절되는, 복수의 실린더를 구비한 내연기관의 작동 방법.
  7. 복수의 실린더(2)를 구비한 내연기관(1)을 작동하기 위한 장치로서, 실린더들(2) 중 어느 하나의 실린더는 관련 실린더(2)의 연소실에서 연료/공기 혼합기가 점화되는 연소 행정에 위치하지만, 실린더들(2) 중 다른 하나의 실린더는 관련 실린더(2) 안에 위치하는 공기의 압축이 이루어지는 압축 행정에 위치하고, 상기 장치는, 압축 행정에 위치하는 실린더(2)의 인렛 밸브(3)와 아웃렛 밸브(4) 중 어느 하나 또는 이 두 밸브 모두를 제어하여 일정 시간 구간 동안 압축 행정의 초기에 개방되도록 형성되어 있고,
    내연기관(1)의 시동을 위해, 압축 행정에 위치하는 실린더(2)의 인렛 밸브(3)와 아웃렛 밸브(4) 중 어느 하나 또는 이 두 밸브 모두는, 일정 시간 구간 동안 압축 행정의 초기에 개방되어 있으며, 이때 시간 구간은 각각의 경우 동시에 연소 행정에 위치하는 실린더(2)를 통해 야기되는 부분 토크에 따르도록 제어되는,
    복수의 실린더를 구비한 내연기관(1)을 작동하기 위한 장치.
  8. 엔진 시스템으로서, 엔진 시스템은
    - 하나 이상의 인렛 밸브(3)와 하나 이상의 아웃렛 밸브(4)를 각각 포함하는 실린더(2)를 구비한 내연기관(1),
    - 인렛 밸브(3)를 제어하기 위한 인렛 밸브 캠축(5),
    - 크랭크축 각도와 관련하여 인렛 밸브(3)의 상승 커브의 위상 위치를 조정하기 위한 인렛 밸브 위상 조정기(8),
    - 아웃렛 밸브(4)를 제어하기 위한 아웃렛 밸브 캠축(6),
    - 크랭크축 각도와 관련하여 아웃렛 밸브(4)의 상승 커브의 위상 위치를 조정하기 위한 아웃렛 밸브 위상 조정기(9), 및
    - 제7항에 따른 내연기관을 작동하기 위한 장치를 포함하는 엔진 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 인렛 밸브 위상 조정기(8)와 아웃렛 밸브 위상 조정기(9)를 자동으로 조절하기 위한 제어 장치(15)를 포함하는 엔진 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 제어 장치(15)는 유압식으로 작동되는 인렛 밸브 위상 조정기(8)와 유압식으로 작동되는 아웃렛 밸브 위상 조정기(9) 중 어느 하나 또는 이 두 밸브 위상 조정기 모두를 조절하기 위한 유압을 제공하기 위해 유압 펌프를 포함하는 엔진 시스템.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 모든 단계들을 실시하도록 설계되어 있는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 전자 저장 매체.
  12. 제11항에 따른 전자 저장 매체를 가지는 전자 제어 장치.
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