KR102217391B1 - 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법 및 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이스트게이트 밸브를 갖는 터보 차저에 의해 장전되는 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 밸브 행정 전환 제어에서, 다음 단계들이 수행된다: - 웨이스트게이트 밸브 위치에 대한 변화에 대한 변화에 대하여, 현재 밸브 행정, 현재 웨이스트게이트 밸브 위치, 및 현재 장전 압력이 존재하는 현재 작동 지점에서의 장전 압력의 현재 감도를 결정하는 단계; - 장전 압력의 결정된 현재 감도를 고려하여 필요한 작동 지점을 설정하는데 요구되는 최소 밸브 행정을 결정하는 단계, 및 - 확장된 필요한 작동 지점 범위에서 내연기관을 설정하는데 요구되는 최소 밸브 행정이 현재 밸브 행정과 다르면 밸브 행정을 전환하는 단계. 상기 조치는 내연기관의 연료 절약 작동 범위를 증가시킨다.

Description

내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법 및 디바이스
본 발명은 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
현대의 내연기관은 종종 낮은 연료 소비율(specific fuel consumption)과 높은 비출력(specific power)을 조화시킬 수 있기 위하여 밸브 행정(valve travel)을 전환하기 위한 터보 차저 및 액추에이터가 종종 장착된다. 이러한 경우에, 흡입 밸브의 밸브 행정을 감소시킬 때 동일한 실린더 공기 질량을 달성할 수 있기 위하여, 절대 흡기 매니폴드 압력이 상승될 수 있고, 엔진의 흡입 밸브를 통한 체적 유량, 그러므로 엔진의 출력 손실(power dissipation)을 감소시킨다는 사실이 사용된다. 여기에서, "더욱 큰 밸브 행정"은 밸브 개방 동안 크랭크 각도에 걸쳐서 제어된 가스 교환 밸브의 개방 단면의 통합이 "더욱 작은 밸브 행정"으로서 지칭되는 다른 구성의 경우에서보다 큰 밸브 제어의 구성을 지칭한다.
이러한 방식으로 설계된 엔진은 유익한 연료 소비를 위해서 흡입 밸브를 통해 작은 체적 유량으로 밸브 행정에서 가능한 길게 자주 작동해야 한다. 그러나 엔진이 완전한 또는 다음으로 가장 큰 밸브 행정만으로 운전자가 요구하는 출력을 공급할 수 있는 것 이상의 한계가 있다. 이러한 물리적으로 결정된 한계 외에, 거친 주행, 소음, 주행성의 손상 등으로 인해 가능한 작동 범위의 제한이 또한 있을 수 있다.
지금까지, 완전한 또는 다음으로 가장 큰 밸브 행정으로의 전환 임계값은 제한적인 구성 요소, 예를 들어, 효율이 감소된 배기 가스 터보 차저가 필요한 실린더 공기 질량을 이용하여 필요한 새로운 작동 지점을 확실하게 달성할 수 있는 방식으로 실용적인 조치에 의해 결정되었다.
본 발명의 목적은 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 개선된 방법을 나타내는 것이다.
이러한 문제는 청구항 제1항에서 주어진 특징을 갖는 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 유익한 실시예 및 개선은 종속항 제2항 내지 제14항에서 특정된다. 청구항 제15항은 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 디바이스에 관한 것이다.
웨이스트게이트 밸브(wastegate valve)를 갖는 배기 가스 터보 차저에 의해 장전되는 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위해 청구항 제1항에 나타낸 방법에서, 다음 단계들이 수행된다:
- 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대하여, 현재 밸브 행정, 현재 웨이스트게이트 밸브 위치, 및 현재 장전 압력이 존재하는 현재 작동 지점에서 현재 실린더 공기 질량으로 장전 압력의 현재 감도(current sensitivity)를 결정하는 단계,
- 장전 압력의 결정된 현재 감도를 고려하여, 필요한 실린더 공기 질량으로 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하는 단계, 및
- 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정이 현재 밸브 행정과 다르면 밸브 행정을 전환하는 단계.
본 발명의 장점은 특히 현재 밸브 행정으로 현재 작동 지점에서 고려중인 특정 엔진에서 여전히 가능한 장전 압력 증강의 추정에 의해, 필요한 작동 지점이 장전 압력을 변화시키는 것만으로 달성될 수 있는지, 또는 변경된 밸브 행정으로의 전환이 필요하거나 또는 가능한지 예측하는 것이 가능하다는 것으로 이루어진다. 이에 의해, 전환 임계값을 결정할 때 제한 부품에 주의를 기울일 필요가 없기 때문에 작은 밸브 행정으로 고려중인 특정 엔진의 작동 범위를 확장시키는 것이 가능하다. 이러한 것은 연료 절약 엔진 작동 모드의 확장에 대응한다.
제1항에 나타난 방법은 더욱 큰 밸브 행정으로 전환하고 더욱 작은 밸브 행정으로 전환하는데 적합하다.
더욱 큰 밸브 행정으로 전환하는 경우에, 폐쇄된 웨이스트게이트 밸브에 의한 현재 작동 지점에서의 가능한 최대 장전 압력의 추정은 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하기 위하여 장전 압력의 결정된 현재 감도를 사용하여 수행되며, 밸브 행정에서의 증가는 추정된 최대 가능한 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하는데 요구되는 장전 압력보다 낮으면 수행된다.
현재 밸브 행정은 부분 행정 또는 제로 행정(zero travel)일 수 있으며, 제로 행정은 실린더 셧다운(cylinder shutdown)을 구현한다.
웨이스트게이트 밸브의 현재 위치는 웨이스트게이트 밸브의 완전 개방 또는 부분 개방 위치일 수 있다.
밸브 행정은 현재 밸브 행정보다 큰 밸브 행정, 예를 들어 완전 행정(full travel)으로 전환된다.
더욱 작은 밸브 행정으로 전환하는 경우에, 완전히 폐쇄된 웨이스트게이트 밸브에 의한 이러한 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정으로 현재 작동 지점에서의 가능한 최대 장전 압력의 추정은 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하기 위해 장전 압력의 결정된 현재 감도를 사용하여 수행되며, 밸브 행정에서의 감소는 추정된 최대 가능한 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하는데 요구되는 장전 압력보다 높으면 수행된다.
여기에서, 현재 밸브 행정은 부분 행정 또는 완전 행정일 수 있다.
웨이스트게이트 밸브의 현재 위치는 웨이스트게이트 밸브의 부분 또는 완전 폐쇄 위치일 수 있다.
밸브 행정은 현재 밸브 행정보다 작은 밸브 행정, 예를 들어 제로 행정으로 전환된다.
장전 압력의 현재 감도의 결정은 저장된 모델을 사용하여 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 유익한 특성은, 웨이스트게이트 밸브를 갖는 배기 가스 터보 차저에 의해 과급되는 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 디바이스의 블록도를 도시하는 도 1을 참조하여 아래에 주어진 예시적인 설명으로부터 명백해질 것이다.
이러한 디바이스는 배기 가스 터보 차저(20)에 의해 과급되는 내연기관(10)을 포함하는 구동 트레인(100)을 포함한다. 내연기관(10)은 하나 이상의 실린더(11)를 가지고, 흡입 밸브(12)가 각각의 실린더에 할당된다. 이들 흡입 밸브의 각각은 복수의 밸브 행정을 가지며, 밸브 행정 사이에서 전환될 수 있다.
배기 가스 터보 차저(20)는 터빈(21) 및 압축기(22)를 포함한다. 압축기(22)는 입구측에서 신선한 공기 덕트(1)에 연결되고, 출구측에서 압축된 신선한 공기를 이용 가능하게 한다. 이러한 공기는 장전 공기 냉각기(40)를 통해 장전 공기 섹션(2)으로 공급되고, 이로부터 스로틀 밸브(30)를 통해 흡기 매니폴드(3)로 전달된다. 흡기 매니폴드로부터, 압축 공기는 각각의 흡입 밸브(12)를 통해 각각의 실린더(11)로 전달된다. 실린더 내로 도입된 연료는 실린더에서 이러한 신선한 공기를 이용하여 연소된다.
이러한 연소 과정 동안 형성된 배기 가스는 배기 매니폴드(4)를 통해 배기 가스 터보 차저(20)의 터빈(21)으로 보내진다. 여기에서, 배기 가스는 샤프트에 의해 압축기 휠에 연결된 터빈 휠을 구동하고, 압축기 휠은 압축기에 배열되고, 그러므로 상기 샤프트를 통해 터빈 휠에 의해 구동된다.
더욱이, 도시된 디바이스는 웨이스트게이트 밸브(50)에 의해 완전히 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 연속적으로 조정될 수 있는 웨이스트게이트 덕트를 가진다.
또한, 도 1에 도시된 디바이스는 내연기관(10) 또는 내연기관(10)의 다수의 액추에이터를 제어하도록 설계된 엔진 제어 디바이스(60)를 가진다. 이러한 엔진 제어 디바이스(60)는 다수의 센서 신호(se1,...,sen)가 공급된다. 이들 센서 신호, 저장된 작동 프로그램 및 메모리(62)에 저장된 추가 데이터를 사용하여, 엔진 제어 디바이스(60)는 내연기관의 상기 액추에이터의 제어를 위해 제공되는 제어 신호(st1,...,sty)를 결정한다. 메모리(62)에 저장된 데이터는 다수의 공기 압력과 관련된 액추에이터의 설정에 관한 정보를 포함하는, 공기 경로 모델의 데이터를 포함한다. 액추에이터 설정에 관한 이러한 정보는 실린더(11)의 흡입 밸브(12)의 상이한 밸브 행정에 관한 정보를 포함한다.
엔진 제어 디바이스(60)는 웨이스트게이트 밸브(50)를 갖는 배기 가스 터보 차저에 의해 과급되는 도시된 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법을 수행하도록 설계된다.
이러한 방법을 수행하도록, 엔진 제어 유닛은 다음 단계의 수행을 제어한다:
- 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대하여, 현재 밸브 행정, 현재 웨이스트게이트 밸브 위치, 및 현재 장전 압력이 존재하는 현재 작동 지점에서의 장전 압력의 현재 감도를 결정하는 단계,
- 장전 압력의 결정된 현재 감도를 고려하여 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하는 단계, 및
- 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정이 현재 밸브 행정과 다르면 밸브 행정을 전환하는 단계.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 밸브 행정에서의 증가는 현재 작동 지점에서 달성될 수 있는 최대 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하는데 충분하지 않으면 수행된다.
이 실시예에서, 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하도록, 폐쇄된 웨이스트게이트 밸브에 의한 현재 작동 지점에서의 가능한 최대 장전 압력의 추정은 장전 압력의 결정된 현재 감도를 사용하여 수행되며, 밸브 행정에서의 증가는 추정된 최대 가능한 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하도록 요구되는 장전 압력보다 낮으면 수행된다.
현재 밸브 행정은 부분 행정 또는 제로 행정일 수 있으며, 제로 행정은 실린더 셧다운을 구현한다.
웨이스트게이트 밸브의 현재 위치는 웨이스트게이트 밸브의 완전 개방 또는 부분 개방 위치일 수 있다.
이러한 실시예에서, 현재 작동 지점에서 달성될 수 있는 최대 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하는데 충분하지 않으면, 현재 밸브 행정보다 큰 밸브 행정으로의 밸브 행정의 전환이 수행된다.
현재 밸브 행정이 제로 행정 또는 부분 행정이면, 예를 들어, 완전 행정으로의 밸브 행정의 전환이 수행될 수 있다.
현재 밸브 행정이 제로 행정 또는 부분 행정이면, 더욱 큰 부분 행정이 필요한 작동 지점을 설정하는데 충분한 경우에, 이러한 더욱 큰 부분 행정으로의 밸브 행정의 전환이 수행되는 것이 또한 가능하다.
웨이스트게이트를 갖는 배기 가스 터보 차저는 웨이스트게이트가 폐쇄될 때 각각 존재하는 현재 작동 지점에서 최대 달성 가능한 장전 압력을 생성한다. 그러므로, 이러한 실시예에서, 이러한 특정 엔진이 폐쇄된 웨이스트게이트에 의한 현재 작동 지점에서 생성할 수 있는 장전 압력에 대해 고려중인 특정 엔진에 대한 결정이 만들어진다. 이러한 결정은 예를 들어 배기 가스 온도의 과급기 속도에 대한 적응도 값(adaptation value) 및/또는 이용 가능한 측정값을 포함하는 엔진의 특정 작동 거동에 대한 정보를 고려한다.
관련 웨이스트게이트 밸브 위치 및 관련 장전 압력과 함께 현재 작동 지점으로부터 시작하여, 다음과 같은 관계식을 사용하여, 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 현재 감도를 고려하여, 폐쇄된 웨이스트게이트에 의한 장전 압력이 추정된다:
Pmax = p0 + dp/dsㆍ(SWG_geschl - S0).
여기에서, Pmax는 현재 작동 지점에서 최대 달성 가능한 장전 압력이고, p0는 현재 작동 지점에서의 장전 압력이며, dp/ds는 현재 작동 지점에서의 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 감도이고, SWG _ geschl은 웨이스트게이트의 폐쇄 상태에서의 웨이스트게이트 밸브 위치이며, S0는 현재 작동 지점에서의 웨이스트게이트 밸브 위치이다.
웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 현재 감도는 장전 공기 섹션(2)에 배열된 장전 압력 센서를 사용하여 결정될 수 있다. 상기 결정은 웨이스트게이트 밸브를 위치(s1)로 증분적으로 폐쇄하는 것에 의해 수행될 수 있으며, 이에 의해 압력(p1)으로 장전 압력에서 증분적으로 작은 상승을 유발한다. 장전 압력에서의 이러한 상승은 장전 공기 섹션(2)에 배열된 장전 압력 센서에 의해 측정될 수 있고, 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 감도를 결정하는데 사용될 수 있다:
dp/ds =(p1-p0)/(s1-s0).
감도의 이러한 결정 동안, 고려중인 각각의 엔진의 특정 특성이 고려된다. 웨이스트게이트 밸브에서의 이러한 증분적 폐쇄가 흡기 매니폴드(3)에 존재하는 흡기 매니폴드 압력에 대한, 그러므로 또한 실린더 충전에 대한 영향을 가지기 때문에, 이러한 압력 상승은 적절한 대책에 의해, 예를 들어 실린더 공기 질량을 일정하게 유지하기 위해 스로틀 밸브의 증분적 폐쇄에 의해 대응되어야만 한다.
대안으로서, 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 현재 감도는 또한 메모리(62)에 저장된 모델을 사용하여 결정될 수 있으며, 웨이스트게이트 밸브 위치에 대한 장전 압력의 의존성이 메모리에 저장된다. 이러한 종류의 모델이 이용 가능하면, 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 감도(dp/ds)는 세트포인트 웨이스트게이트 밸브 위치를 결정하기 위한 함수의 도움으로 결정될 수 있다. 이러한 프로세스에서, 필요한 세트포인트 장전 압력(p0)에 대한 현재 세트포인트 웨이스트게이트 밸브 위치(s0)의 계산에 추가하여, 결정은 상기 세트포인트 장전 압력(p1)을 구현하는 세트포인트 웨이스트게이트 밸브 위치(s1)의, p0과 다른 세트포인트 장전 압력(p1)에 대한 제2 함수 요청에서 수행된다. 그러므로, 지금까지 특정 엔진에 대한 현재 작동 지점에 대해 학습된 적응도 값을 고려하면, 특정 엔진의 특성이 이러한 계산에서 고려될 수 있다.
전술한 실시예에서, 엔진 제어 디바이스는 고려중인 특정 내연기관이 현재 밸브 행정에서 결정된 필요한 실린더 공기 질량을 설정할 수 있는지 또는 더욱 큰 밸브 행정으로의 전환이 필요한지를 결정할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 엔진 제어 디바이스는 고려중인 특정 내연기관이 필요한 작동 지점에 대응하는 실린더 공기 질량을 위해 충분한 절대 흡기 매니폴드 압력을 생성할 수 있고, 이러한 목적을 위해 요구된 장전 압력을 생성할 수 있는지를 결정한다. 이러한 것이 그러하지 않은 경우이면, 엔진 제어 디바이스는 예를 들어 완전 행정으로의 밸브 행정이 증가하는 방식으로 흡입 밸브의 밸브 행정 액추에이터를 제어해야만 한다.
밸브 행정의 이러한 필요한 전환이 신속하게 발생하지 않고 나중에만 일어나면, 이러한 후자의 전환은 매끄럽지 않은 주행 거동을 수반할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 밸브 행정의 감소는 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정에서 달성될 수 있는 최대 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 장전 압력보다 크면 수행된다.
이러한 실시예에서, 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하도록, 완전히 폐쇄된 웨이스트게이트 밸브에 의한 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정에서 가능한 장전 압력의 추정은 장전 압력의 결정된 현재 감도를 사용하여 수행되며, 밸브 행정의 감소는 추정된 최대 가능한 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하는데 요구되는 장전 압력보다 높으면 수행된다.
현재 밸브 행정은 부분 행정 또는 완전 행정일 수 있다.
현재 웨이스트게이트 밸브 위치는 웨이스트게이트 밸브의 부분 또는 완전 폐쇄 위치일 수 있다.
이러한 실시예에서, 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정에서 달성될 수 있는 최대 장전 압력이 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 장전 압력보다 높으면, 현재 밸브 행정보다 작은 밸브 행정으로의 밸브 행정의 전환이 수행된다.
현재 밸브 행정이 완전 행정 또는 부분 행정이면, 예를 들어, 제로 행정으로의 밸브 행정의 전환이 수행된다. 후자는 실린더 셧다운을 구현한다.
또한, 현재 밸브 행정이 완전 행정 또는 부분 행정이면, 더욱 작은 부분 행정이 필요한 작동 지점을 설정하는데 적절한 경우에, 이러한 더욱 작은 부분 행정으로의 밸브 행정의 전환이 수행되는 것이 또한 가능하다.
웨이스트게이트를 갖는 배기 가스 터보 차저는 웨이스트게이트가 완전히 폐쇄될 때 각각 존재하는 현재 작동 지점에서 최대 달성 가능한 장전 압력을 생성한다. 그러므로, 이러한 실시예에서, 특정 엔진이 완전히 폐쇄된 웨이스트게이트에 의한 현재 작동 지점에서 생성할 수 있는 장전 압력에 대해 고려중인 이러한 특정 엔진에 대한 결정이 만들어진다. 이러한 결정은 예를 들어 과급기 속도 또는 배기 가스 온도에 대한 적응도 값 및/또는 이용 가능한 측정값을 포함하는 엔진의 특정 작동 거동에 대한 정보를 고려한다.
관련 웨이스트게이트 밸브 위치 및 관련 장전 압력과 함께 현재 작동 지점으로부터 시작하여, 다음과 같은 관계식을 사용하여, 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 현재 감도를 고려하여, 완전히 폐쇄된 웨이스트게이트에 의한 장전 압력이 추정된다:
Pmax = p0 + dp/dsㆍ(SWG_geschl - S0).
여기에서, Pmax는 현재 작동 지점에서 최대 달성 가능한 장전 압력이고, p0는 현재 작동 지점에서의 장전 압력이며, dp/ds는 현재 작동 지점에서의 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 감도이고, SWG _ geschl은 웨이스트게이트의 폐쇄 상태에서의 웨이스트게이트 밸브 위치이며, S0는 현재 작동 지점에서의 웨이스트게이트 밸브 위치이다.
전술한 실시예에서와 같이, 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정이 실제로 이러한 목적을 위해 설정되어야만 하였기 때문에, 장전 공기 섹션(2)에 배열된 장전 압력 센서를 사용하여 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 현재 감도를 결정하는 것은 가능하지 않다.
이러한 실시예에서, 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 현재 감도는 메모리(62)에 저장된 모델을 사용하여 결정되어야만 하며, 웨이스트게이트 밸브 위치에 대한 장전 압력의 의존성은 메모리에 저장된다. 이러한 종류의 모델이 이용 가능하면, 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 감도(dp/ds)는 세트포인트 웨이스트게이트 밸브 위치를 결정하기 위한 함수의 도움으로 결정될 수 있다. 이러한 프로세스에서, 세트포인트 장전 압력(p0)에 대한 현재 세트포인트 웨이스트게이트 밸브 위치(s0)의 계산에 추가하여, 결정은 상기 세트포인트 장전 압력(p2)을 구현하는 세트포인트 웨이스트게이트 밸브 위치(s2)의, p0과 다른 세트포인트 장전 압력(p2)에 대한 제2 함수 요청에서 수행된다:
dp/ds =(p2 - p0)/(s2 - s0).
지금까지 특정 엔진에 대한 현재 작동 지점에 대해 학습된 적응도 값을 고려하면, 특정 엔진의 특성이 이러한 계산에서 고려될 수 있다.
전술한 실시예에서, 엔진 제어 디바이스는 더욱 작은 밸브 행정으로의 전환이 고려중인 특정 내연기관에 대해 가능한지를 결정할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 엔진 제어 디바이스는 현재 작동 지점에서 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정 및 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 현재 감도를 고려하여, 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정에서 가능한 최대 장전 압력이 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정에서 필요한 작동 지점을 설정하는데 요구되는 장전 압력보다 큰지를 추정하고, 이러한 것이 그러한 경우이면 더욱 작은 밸브 행정으로의 밸브 행정의 전환을 수행한다.
더욱 작은 밸브 행정으로의 이러한 전환에 의해, 전환 임계값을 결정할 때 제한 구성 요소를 고려할 필요가 없기 때문에, 고려중인 특정 엔진의 작동 범위가 더욱 적은 체적 유량을 갖는 밸브 행정에 의해 또는 심지어 비활성화된 밸브에 의해 확장될 수 있는 것이 유익한 방식으로 보장된다. 이에 의해, 고려중인 특정 엔진의 연료 절약 작동 범위를 확장시키는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 웨이스트게이트 밸브(wastegate valve)를 갖는 배기 가스 터보 차저에 의해 과급되는 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법으로서,
    - 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대하여, 현재 밸브 행정, 현재 웨이스트게이트 밸브 위치, 및 현재 장전 압력이 존재하는 현재 작동 지점에서 장전 압력의 현재 감도를 결정하는 단계,
    - 상기 장전 압력의 결정된 현재 감도를 고려하여 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하는 단계, 및
    - 상기 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정이 상기 현재 밸브 행정과 다르면 상기 밸브 행정을 전환하는 단계를 갖는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 최소 밸브 행정을 결정하도록, 폐쇄된 웨이스트게이트 밸브에 의한 상기 현재 작동 지점에서 가능한 최대 장전 압력의 추정은 상기 장전 압력의 상기 결정된 현재 감도를 사용하여 수행되며, 상기 밸브 행정에서의 증가는 상기 추정된 최대 가능한 장전 압력이 상기 필요한 작동 지점을 설정하는데 요구되는 상기 장전 압력보다 낮으면 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 현재 밸브 행정은 부분 행정 또는 제로 행정인 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 현재 웨이스트게이트 밸브 위치는 상기 웨이스트게이트 밸브의 완전 또는 부분 개방 위치인 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 현재 밸브 행정보다 큰 밸브 행정으로의 상기 밸브 행정의 전환이 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  6. 제3항에 있어서, 완전 행정으로의 전환이 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  7. 제2항에 있어서, 폐쇄된 웨이스트게이트에 의한 상기 현재 작동 지점에서의 가능한 상기 최대 장전 압력은, 하기 관계식을 사용하여 추정되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법:
    Pmax = p0 + dp/dsㆍ(SWG_geschl - S0)
    상기 관계식에서, Pmax는 상기 현재 작동 지점에서 최대 달성 가능한 장전 압력이고,
    p0는 상기 현재 작동 지점에서의 장전 압력이며,
    dp/ds는 상기 현재 작동 지점에서의 상기 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 감도이고,
    SWG_geschl은 상기 웨이스트게이트의 폐쇄 상태에서의 상기 웨이스트게이트 밸브 위치이며,
    S0는 상기 현재 작동 지점에서의 상기 웨이스트게이트 밸브 위치이다.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필요한 작동 지점을 설정하는데 필요한 상기 최소 밸브 행정을 결정하도록, 완전히 폐쇄된 웨이스트게이트 밸브에 의한 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정에서 가능한 최대 장전 압력의 추정은 상기 장전 압력의 결정된 현재 감도를 사용하여 수행되며, 상기 밸브 행정의 전환은 상기 추정된 최대 가능한 장전 압력이 상기 필요한 작동 지점을 설정하는데 요구되는 장전 압력보다 높으면 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 현재 밸브 행정은 부분 행정 또는 완전 행정인 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 웨이스트게이트 밸브의 현재 위치는 상기 웨이스트게이트 밸브의 부분 또는 완전 폐쇄 위치인 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 현재 밸브 행정보다 작은 밸브 행정으로의 밸브 행정의 전환이 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서, 제로 행정으로의 전환이 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  13. 제8항에 있어서, 폐쇄된 웨이스트게이트 밸브에 의한 잠재적으로 더욱 작은 밸브 행정에서의 가능한 상기 최대 장전 압력은, 하기 관계식을 사용하여 추정되는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법:
    Pmax = p0 + dp/dsㆍ(SWG_geschl - S0)
    상기 관계식에서, Pmax는 상기 현재 작동 지점에서 최대 달성 가능한 장전 압력이고,
    p0는 상기 현재 작동 지점에서의 장전 압력이며,
    dp/ds는 상기 현재 작동 지점에서의 상기 웨이스트게이트 밸브 위치에서의 변화에 대한 장전 압력의 감도이고,
    SWG_geschl은 상기 웨이스트게이트의 폐쇄 상태에서의 상기 웨이스트게이트 밸브 위치이며,
    S0는 상기 현재 작동 지점에서의 상기 웨이스트게이트 밸브 위치이다.
  14. 제1항에 있어서, 저장된 모델이 상기 장전 압력의 현재 감도를 결정하도록 사용되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 방법.
  15. 웨이스트게이트 밸브를 갖는 배기 가스 터보 차저에 의해 장전되는 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 디바이스로서,
    상기 디바이스는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제어를 수행하는 엔진 제어 디바이스(60)를 갖는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 밸브 행정 전환 제어를 위한 디바이스.
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