KR102241645B1 - 내연기관의 후분사 보정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연료 어큐뮬레이터를 포함하는, 특히 자동차 내연기관의 연료 분사 시스템에서 후분사들을 보정하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서는 특히, 1회 이상의 후분사의 보정이 연료 어큐뮬레이터 내에서 연료 분사를 통해 야기되는 연료 강하(120)를 기반으로 수행된다.

Description

내연기관의 후분사 보정을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING POST INJECTIONS OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 청구항 제1항의 전제부에 따른, 특히 자동차 내연기관의 연료 분사 시스템에서 후분사들을 보정하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법이 실행될 수 있게 하는 컴퓨터 프로그램, 이 컴퓨터 프로그램의 저장을 위한 기계 판독 가능 저장 매체, 및 전자 제어 유닛에 관한 것이다.

현재 및 향후의 배기가스 법률을 준수하기 위해, 내연기관에서 배기가스 후처리를 수행할 필요가 있다. 따라서, 예를 들어 커먼 레일 디젤 엔진들은 공지된 바와 같이 배기가스 정화를 위해 제공된 미립자 필터의 재생을 위한 시스템을 필요로 하며, 재생을 목적으로 필터 온도를 높이기 위해, 그리고 경우에 따라 배기가스 재순환(EGR) 밸브를 이용하여 배기가스 재순환(EGR)의 재순환율을 조정하기 위해, 그리고/또는 스로틀 밸브를 이용하여 신선 공기 질량의 공급률을 조정하기 위해, 엔진 구조상 조치들이 취해진다. 이 경우, 특히 EGR 비율의 감소, 및 스로틀 밸브의 개방을 통한 더 많은 신선 공기 질량의 공급은 필터 온도의 상승을 촉진한다.

그 밖에, 본원에 관련된 연료 분사 시스템에서 시간상 상대적으로 지연되는, 미립자 필터에서 반응하는 토크 작용이 없는 후분사들을 중단하는 점도 공지되어 있다. 이 경우, 후분사 시 분사된 연료량은 매우 정확하게 계량 공급되어야 하며, 분사는 대개 시간적으로 짧게 연속되는 복수의 부분 분사로 분할된다.

잘못 계량된 후분사의 가능한 부작용으로는, 예컨대 EGR을 통해 내연기관의 흡기관 내로 미연소 연료의 재순환, 미립자 필터 내에서의 연소 시 너무 많은 후분사량에 의해 야기되는 너무 높은 온도와, 그 때문에 야기되는 필터 구성요소들의 손상, 및 후분사량이 너무 적을 경우에 야기되는 미립자 필터의 너무 낮은 온도와 그로 인해 재생이 불가능해지는 점이 있다.

종래 기술에 따라, 본원에 관련된 지연된 후분사들의 교정 또는 보정은 온도 조절기에 의해 간접적으로 수행되며, 필터 온도는 미립자 필터에서, 또는 그 근처에서 검출되어 내연기관의 제어 유닛에 저장된 온도 설정값으로 조정된다. 이 경우, 조정 변수로서 후분사의 총 설정량이 이용되며, 단일 분사들은 고려되거나 보정되지 않는다.

상기 접근법의 단점은, 모든 부분 분사의 일관된 보정으로 인해 개별 부분 분사들의 허용되지 않는 편차들이 발생할 수 있고, 전술한 온도 조절기가 엔진별로 구성되어야 한다는 점이다.

또한, 승용차 분야에서는, 회전수를 기반으로, 예컨대 공지된 최소 연료량 보정(ZFC = Zero Fuel Calibration) 방법을 이용하여 파일럿 분사들을 보정하는 점도 공지되어 있다. 상기 보정 방법은 내연기관 또는 자동차의 특수 작동 모드, 예컨대 코스팅 모드(coasting mode)를 요구한다. 그러나 확인된 점에 따르면, 파일럿 분사들의 ZFC 학습값들을 차후의 후분사들에 전용하는 것은 매우 제한적으로만 가능한데, 그 이유는 분사 시작의 크랭크각 위치들이 상이한 경우 배기가스 배압들이 명백히 차이가 나기 때문이다. 공지된 바에 따라 상응하게 배압 보상을 수행하는 것이 가능하긴 하나, 이는 높은 기술 요건 및 그에 따른 비용 상승과 결부된다.

화물차량 및 상용차량의 분야에서는 전술한 파일럿 분사들의 보정이 마찬가지로 회전수를 기반으로 수행되며, 이때 보정은 내연기관의 공회전 중에 실시된다.

또한, DE 102 32 356 A1호에는 본원에 관련된 연료량 조절 시스템(fuel metering system)의 인젝터들을 제어하기 위한 방법이 개시되어 있으며, 이에 따르면 고압 연료 어큐뮬레이터("레일")에 배치된 압력 센서에 의해 분사 시작점 및 분사 종료점이 측정되고, 이로부터 분사 연료량에 대한 척도가 되는 분사 시간이 결정된다. 특히 상기 독일 공보에서는, 그렇게 산출된 값들이 저장된 값들과 비교되고, 편차가 있을 경우 상기 편차가 소멸되도록 분사 시작점 또는 분사 종료점이 교정된다.

본 발명의 기초가 되는 사상은, 본원에 관련된 연료 분사 시스템에서, 전술한 연료 어큐뮬레이터 내에서 각각의 후분사를 통해 야기되는 압력 강하를 기반으로, 시간상 더 나중에 수행되는, 도입부에 전술한 유형의 후분사들을 보정하거나 교정하는 것이다. 상기 보정 또는 교정은 바람직하게 내연기관의 각각의 실린더에 대해 개별적으로 수행된다.

이 경우, 전술한 압력 강하는 후행하는 후분사 시 각각의 분사량에 대해 약 200 내지 2000바아의 비교적 넓은 압력 범위 이내에서 실질적으로 비례하고, 따라서 측정된 압력 강하는 후분사 시 분사되는 연료량에 대한 명백한 추론을 허용한다는, 실험을 바탕으로 증명된 효과가 기초가 된다.

본 발명에 따라 제안되는 방법은 기술적으로 비교적 간단하고 그로 인해 경제적으로 구현되며, 게다가 본원에 관련된 후분사들을 위한 견실한 교정 또는 보정 방법이 가용하다. 특히 추가 센서 장치가 불필요한데, 그 이유는 상기 방법이 본원에 관련된 분사 시스템(예: 커먼 레일 시스템)에서 통상적인 압력 센서들로 수행될 수 있기 때문이다.

전술한 압력 강하의 평가, 커먼 레일 분사 시스템의 경우에는 레일 내 압력 강하의 평가는 시간상 2개의 평가 범위(evaluation window) 이내에서 산출되는 차압값들을 기반으로 수행될 수 있으며, 각각의 평가 범위 이내에서 바람직하게 산술 평균이 수행될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법의 경우, 압력 강하의 전술한 평가는 파일럿 분사들의 이미 수행된 보정 또는 교정을 기반으로 실행될 수 있으며, 그럼으로써 내연기관의 각각의 실린더에서 파일럿 분사들이 정확하게 보정되는 점이 보장될 수 있다. 이 경우, 특히, 파일럿 분사(들)가 이미 교정되거나 보정된 조건에서 발생하는 압력 강하가 파일럿 분사에 상응하게 후분사가 보정된 조건에서의 압력 강하와 비교되며, 보정된 파일럿 분사(들)가 기준으로서 이용된다.

전술한 비교 측정 또는 상대 측정에 의해, 매우 높은 교정 정확도 또는 보정 정확도가 달성될 수 있다.

전술한 방법은, 더 신속한 시퀀스 또는 더 높은 정확도를 위해, 파일럿 분사 보정으로 보정된 후분사(들)이 제어 변수로서 이용되고, 각각의 후분사(들)의 구동 기간이 조정 변수로서 매칭됨으로써 전술한 압력 강하들의 차가 조정되는 제어로서 실현된다. 이 과정은 바람직하게 내연기관의 모든 실린더에서 연속으로 또는 동시에 수행된다.

전술한 방법 단계들은 바람직하게 내연기관의 적합한 작동 모드("보정 모드")에서, 예컨대 코스팅 모드에서 수행된다. 이 경우, 상기 작동 모드가 능동적으로 시작되는 것이 아니라, 작동 모드가 예컨대 내연기관 또는 자동차의 정상 작동 중에 이미 가용한 경우에 전술한 방법 단계들이 실행될 수 있다.

주지할 사항은, 전술한 방법 단계들, 특히 압력 측정(들) 및 평가(들) 또는 교정(들)은 시간상 연속해서 또는 한 번에 실행되지 않아도 된다는 점인데, 그 이유는 적어도 하나의 작동점에 대해 보정값이 주어지는 즉시 이미 주어진 중간 결과들 또는 중간값들이 제어 유닛 내에서 평가되고, 상기 보정값이 실질적으로도 바로 사용되기 때문이다. 이는, 모든 작동점에 대해 보정값들이 제공될 필요가 없다는 장점을 갖는다. 그 대안으로, 평가는 최종 평가를 위해 필요한 모든 데이터가 주어지면 비로소 수행된다. 특히 이 경우에는, 실린더별 기준값들 또는 제어 변수들이 상응하는 특성맵들 내에 저장될 수 있고, 그럼으로써 이들은 차후의 평가들을 위해서도 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은, 후분사들의 보정이 필요한, 특히 모든 타입의 디젤 엔진들의 커먼 레일 고압 분사 시스템 및 모든 타입의 자동차(승용차, 화물차, 오프로드 상용차 등)에서, 그리고 직분식 가솔린 엔진에서 본원에 기술된 장점들과 함께 적용될 수 있다. 그 밖에도, 자동차 기술 외에, 예컨대 화학 처리 기술 등에서 내연기관들에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은, 특히 컴퓨터 또는 제어 유닛에서 실행될 때, 상기 방법의 모든 단계를 수행하도록 구성된다. 본원의 컴퓨터 프로그램은, 전자 제어 유닛에서 상기 전자 제어 유닛의 구조적인 변경을 수행할 필요 없이도 본 발명에 따른 방법의 구현을 가능케 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되는 기계 판독 가능 저장 매체가 제공된다. 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램을 전자 제어 유닛에서 실행함으로써, 본 발명에 따른 방법을 이용하여 본원에 관련된 분사 시스템의 후분사들을 제어하도록 구성된 본 발명에 따른 전자 제어 유닛이 확보된다.

본 발명의 추가 장점들 및 구현예들은 하기 기술내용 및 첨부한 도면들에서 제시된다.

앞에서 전술한, 그리고 하기에 추가로 설명될 특징들은 여기에 제시된 조합뿐만 아니라 다른 방식으로 조합된 형태로 또는 단독으로도 본 발명의 범주 내에서 적용될 수 있다.

도 1은 분사 동안 레일 압력 신호의 압력 강하의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 내연기관의 한 실린더에서의 단일 분사의 경우, 파일럿 분사들 및 후분사들의 예시를 각각 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 내연기관의 한 실린더에서의 다중 분사의 경우, 파일럿 분사들 및 후분사들을 예시를 각각 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 파일럿 분사들 및 후분사들에 대해 도 3에 도시된 방법에 따라 작성된 학습 특성맵들을 각각 나타낸 그래프이다.

도 1에는, 본 예시에서 약 t = 0.020s의 시점에 수행되는 분사 중에 커먼 레일 분사 시스템에서의 레일 압력 특성곡선의 예시가 도시되어 있다. 도시된 것처럼 분사를 통해 야기된, 제1 평균값(123)을 갖는 초기 압력(100)으로부터 제2 평균값(125)을 갖는 최종 압력(110)으로의 압력 강하(Δp)(120)는 하기에 기술되는 방법의 기초로서 이용된다. 상기 평균값들(123, 125)의 계산은 각각의 시간에 따른 평가 범위들(105, 115)에서 수행된다.

도 2에 도시된 방법의 경우, 파일럿 분사(VE) 및 차후의 후분사(NE)의 압력 강하들의 결정은, 도 1에서 알 수 있는 것처럼, 전술한 두 평가 범위(105, 115)를 기반으로 수행된다. 상기 평가 범위들의 확정은 본 실시예의 경우 이미 내연기관또는 이 내연기관의, 본원에 관련된 분사 시스템의 제조 시 예컨대 상응하는 검사 또는 시험 장치에서 수행된다.

VE뿐만 아니라 NE의 시간에 따른 평가 범위들의 위치 및 크기의 확정을 위해, 각각 주어진 분사 시스템, 또는 각각의 내연기관으로써, 맨 먼저 보정 모드에 적합한 작동점, 예컨대 코스팅 모드가 시작된다(200). 상기 작동점에 도달한 후, VE 또는 NE 시험 분사가 구동되며(205), 이때 시험 구동의 시점 및 기간은 각각의 분사 시스템에 대해 미리 결정된 표준값들에 따라 결정된다. 시험 구동 시 검출된 레일 압력값들(p_Rail)은, 특히 실질적인 압력 강하(Δp_Rail)가 수행되는 전이 영역이 각각의 평가 범위 영역으로부터 제외되도록, 시험 분사 전후 2개의 평가 범위를 포지셔닝하기 위해 평가된다(210).

파선 화살표(212)로 명시된 것과 같은 실질적인 보정 과정에 따라, 맨 먼저, VE가 압력 강하와 관련하여 보정되며(215), 이때 기준 압력 강하(Δp_{VE _ Ref}) 및 관련 기준 구동 기간(AD_{VE _ Ref})이 도출된다. 그런 다음, 상기 구동 기간(AD_{VE _ Ref})에 의해, AD_{NE_Korr}: = AD_{VE _ Ref}의 관계식에 상응하게 NE가 구동된다(220). 이 경우, VE 압력 강하의 결정 방법과 NE 압력 강하의 결정 방법이 일치한다. 그런 후에, VE 및 NE에서 결과에 따른 압력 강하값들(Δp_VE 및 Δp_NE)이 서로 비교되며(225), 값 AD_{NE _ Korr}은, 값들 Δp_VE와 Δp_NE가 최대한 서로 일치하도록 변경되거나 매칭된다(230). 이 경우, 전술한 압력 강하값과 분사량의 상관관계는 VE 및 차후의 NE에서 서로 일치하고, 특히 각각의 분사의 정확한 시점에 좌우되지 않는 것으로 간주된다.

단계 200 내지 230은 바람직하게, 압력값들(Δp_VE 및 Δp_NE)이 서로 일치하게 될 때까지 반복된다. 또한, 안정적인 Δp_VE 값의 결정을 위한 단계들 205 및 210은 바람직하게 반복해서 수행된다. 그에 상응하는 복수의 측정 과정들에서 검출된 압력값들(Δp_VE 및/또는 Δp_NE)은 공지된 방식으로 품질 평가를 거친다(235). 전술한 측정 과정들은 바람직하게 실린더별로, 그리고 사전에 실험을 통해 결정된 내연기관 회전수에서 수행된다.

그러므로 도 2에 도시된 실시예에서, 전술한 측정 과정들뿐만 아니라, 단계 240 및 조건부 점프 단계 245로 형성되는 프로그램 루프에 따라 상이한 회전수들에서 각각의 실린더에 대한 평가 범위들의 각각의 결정 또는 확정을 수행하고, 이때 수집된 데이터를 기반으로, 관계식 F_{Auswf _ Pos} = f₁(n_BKM) 또는 F_{Auswf _ Dauer} = f₂(n_BKM)에 따라 각각의 평가 범위의 위치 및 기간에 대해 내연기관(BKM)의 회전수(n_BKM)에 좌우되는 특성곡선들(F_{Auswf_Pos} 및 F_{Auswf_Dauer})을 작성한다(250).

여기서는, 평가 범위들이 실질적으로 회전수(n_BKM)와 관련해서만 매칭되면 되고, 그럼에도 각각의 분사(VE 또는 NE) 시 절대 연료량이 보정 결과에 중대한 영향을 미치지 않음으로써, 연료량과 관련한 매칭은 불필요하다는 사실에 근거한다. 왜냐하면, 회전수가 상대적으로 낮은 경우 사전 설정된 시간 범위 내에서 회전수가 상대적으로 높은 경우보다 더 긴 평가 범위가 이용될 수 있기 때문이며, 이때 회전수가 상대적으로 더 높은 경우에는 개별 분사들이 시간상 서로 더 가까이 인접하고, 회전수가 낮은 경우에는 평가 범위들에 대해 개별 분사들 간에 비교적 더 긴 시간이 가용하다. 그러나 평가 범위들이 더 길게 선택될 수 있을수록, 더 신속하게 안정적인 Δp 값들이 제공된다. 각각의 평가 범위의 확정을 위한 작동점은 바람직하게 각각의 분사 밸브의 전류 공급의 시작점이다.

전술한 방법은, 하기에 기술되는 것처럼, 학습 방법으로서 형성될 수 있으며, 특히 학습 속도(예컨대 반복 학습 방법의 경우에는 반복 단계 폭)는 전술한 기준 압력 강하(Δp_{VE_Ref}) 및 보정값(AD_{NE_Korr})의 결정 시 미리 정해진다.

도 3에는, 여기서 내연기관의 i번째 실린더에 대해 실행되는 본 발명에 따른 보정 방법의 한 실시예가 도시되어 있다. 제1 단계(400)에 따라, 바람직하게는 내연기관의 정상 작동 중에, 또는 내연기관을 구비한 자동차의 정상 주행 모드 중에, 전술한 기준값의 보정 모드, 예컨대 코스팅 모드에 적합한 작동점이 시작된다. 내연기관의 코스팅 모드에서는 분사량이 영(0)인데, 그 이유는 운전자가 가속 페달에서 벗어나 있거나 가속 페달을 밟지 않고 있기 때문이다. 코스팅 모드 내에서는, 레일 압력(p_Rail) 및 시험 분사의 구동 기간은 VE에 대해서뿐만 아니라 NE에 대해서도 가변적이다. 그 결과, 전술한 특성맵들[KF_REF,i(p_Rail, AD_{Test - VE}) 및 KF_korr,NE,i(p_Rail, AD_Test-VE)]의 경우 최대한 많은 측정점 또는 측정값이 고려될 수 있거나, 하나의 작동점에 대해 최대한 안정적인 값들이 제공될 수 있다.

상기 작동점 또는 작동 상태에 도달한 후에, 공지된 VE 분사량 보정 기능이 활성화되며(405), i번째 실린더에서 도 4a에 도시된, 시간상 상사점(OT) 이전에 구동되고 구동 기간(AD_{Test - VE})을 갖는 VE 시험 분사(500)는 중단된다(410). 본 도면에서, (시간에 따른) x축은 내연기관의 크랭크 샤프트에서 결정되는 크랭크 샤프트 각도(°KW)에 상응한다.

내연기관의 i번째 실린더에 대해 수행되는(415) VE 분사량 보정(415)에서, 구동 기간(ΔAD_VE)의 보정값이 결정되며(420), 이 값(ΔAD_VE)은 관계식 ΔAD_VE = KF_Korr,VE,i(p_Rail, AD_{Test - VE})에 따라 i번째 실린더에 대한 상응하는 특성맵(KF_Korr,VE,i) 내에 저장된다(425).

관계식 AD_{VE _ Korr} = AD_{VE _ aktuell} + ΔAD_VE에 따라 상응하게 보정된 구동 기간을 갖는 추가 구동(430) 시, 이때 나타나는 압력 강하가 산출되며(435), 이 압력 강하는 기준 압력 강하값으로서 관계식 Δp_REF = KF_REF,i(p_Rail, AD_Test-VE)에 따라 i번째 실린더의 전술한 기준 학습 특성맵(KF_REF,i) 내에 저장된다(440).

파선 화살표(445)로 명시된 것처럼, i번째 실린더의 전술한 기준 학습 특성맵(KF_REF,i)의 작성을 위해, 전술한 단계들 400 내지 440은 상이한 레일 압력들(p_Rail) 및 상이한 구동 기간들(AD_{Test - VE})에 대해 반복해서 수행된다. 따라서 그 결과로 최대한 상이한 레일 압력들 및 구동 기간들을 고려하는 기준 특성맵(KF_REF,i)이 생성된다(450). 또한, 단계들 400 내지 440은, 상기 변수들의 최대한 안정적인 값들을 획득하기 위해, 파선 화살표(445)에 따라 AD_{Test - VE}에 대해 p_Rail이 동일한 조건에서 여러 번 실행된다.

이미 기술한 것처럼, 전술한 VE에서 검출된 데이터는 차후의 NE의 보정 시 적용된다. 이런 NE 보정 단계들은 더 나은 이해를 위해 파선(455)에 의해 선행 보정 단계들과 구분되어 있다.

맨 먼저, 다시금, 바람직하게 내연기관의 정상 작동 중에, NE 보정 모드에 적합한 작동 상태, 예컨대 전술한 코스팅 모드가 시작된다(460). 후속 검사 단계(465)에서는, 상기 작동점에 대해 유효 기준값(Δp_REF)이 가용한지의 여부가 검사된다. 유효 기준값이 가용하다면, 방법 단계는 계속 진행된다. 가용하지 않다면, 단계 460으로 되돌아가고, 또 다른 작동점이 시작된다.

조건 465가 충족되면, i번째 실린더에서, 도 4b에 도시된, 주어진 분사 시스템에 대해 통상적이거나 표준에 따라 제공되는 NE 분사 시작점(크랭크 샤프트 각도) 및 통상적인 분사 기간을 갖는 NE 시험 분사(505)와, 선행 단계들 410 내지 425에서 결정된 구동 기간 보정값(ΔAD_VE)으로 보정된 단일 분사가 구동되며(470), 더 구체적으로는 관계식 AD_{NE _ aktuell} = AD_{VE _ aktuell} + ΔAD_VE에 따라 제어된다. NE의 경우 그에 상응하게 보정된 구동값(AD_{NE _ Korr} = AD_{NE _ aktuell} + ΔAD_NE)으로 야기된 압력 강하(Δp_NE)가 산출되며(475), 전술한 기준값(Δp_REF)과의 편차는 관계식 Δ(Δp) = Δp_REF - Δp_NE에 따르는 기준 학습 특성맵(KF_REF)을 기반으로 결정된다(480).

하기에서는, 기술한 것처럼 산출된(480) 편차[Δ(Δp)]가 NE 구동 기간의 매칭(485)을 통해 최소화된다. 시험 분사의 NE 구동 기간에 대해서는 구동 기간(AD_NE,k)에 대한 다음 관계식, 즉, AD_NE,k = AD_{Test - VE} + ΔAD_NE,k + ΔAD_VE가 적용된다. 이 경우, 지수(k)는, 통계 분산으로 인해, 그리고 전술한 최소화를 위한 안정적인 구동 기간 보정값(ΔAD_NE,k)의 달성을 위해 연이어 수행되는 여러 번의 시험 분사가 필요하고, 그에 따라 단계들 460 내지 485도 바람직하게 여러 번 수행된다는 점을 설명하는 것이다. 이 경우, 마찬가지로 바람직하게는, 각각의 분사와 관련하여 각각 상이하고 최대한 안정적인 작동 상태들이 시작된다. 이런 접근법은 측정점의 개수의 결정 및 그에 따른 전술한 특성맵의 조정을 가능하게 한다.

그 대안으로, 기술한 단계들 460 내지 485는, 전술한 것처럼, 상기 작동 상태가 내연기관 또는 자동차의 통상적인 작동 중에 이미 가용하게 되는 즉시 수행될 수도, 또는 상기 단계들의 수행이 시작될 수도 있다.

전술한 최소화는 본 실시예에서, n회의 시험 분사 후에 발생하는 제어 오류[Δ(Δp)]에 대한 하기 관계식을 기반으로 수행된다.

연이어 수행될 시험 분사들을 기반으로, 보정 방법은 연속적으로 수행되는 것이 아니라, 조금씩 수행되며, 이미 검출된 분사량들의 중간값들은 레일 압력(p_Rail) 및 보정된 구동 기간(AD_NE,k)에 따라 각각의 실린더(i)에 대해 실린더별 학습 특성맵[KF_Korr,NE,i(p_Rail, AD_NE,k)] 내에 저장된다. 그에 따라, 학습된 상태에서는 특성맵(KF_Korr,NE,i)에서 NE 구동 기간 보정값들이 i번째 실린더의 NE를 보정하는 데 이용될 수 있는 조정 변수들로서 이용되며, 지수는 k ≥ n이 적용된다. 그러므로 그에 상응하는 "정상(steady)" 상태에서 고려할 때, 지수(k)는 더 이상 고려되지 않아도 되며, 그로 인해 상기 상태에서는 하기 관계식 (1)이 도출된다.

그에 상응하게 학습된 보정값이 존재하고 NE 보정이 (앞에서 기술한 것처럼) 활성화되면, NE에 대한 현재 작동점에서 특성맵(KF_Korr,NE,i)으로부터 i번째 실린더에 대한 NE 구동 기간 보정값(ΔAD_NE)이 추출될 수 있다. 보정된 NE 구동 기간은 전체적으로 (단계 420에 따른) VE의 보정값과, [관계식 (1)에 따르는] NE의 보정값과, NE 구동 기간의 설정값(AD_NE,Soll)으로 구성되며, 더 구체적으로는 하기 관계식 (2)에 따른다.

주지할 사항은, 보정이 전형적인 NE 분사량으로, 또는 분사 시스템이나 내연기관의 정상 작동에 대한 전형적인 한계 조건들하에서 예컨대 내연기관 또는 분사 시스템의 실질적인 작동 중에 원하는 NE 구동 기간(AD_NE,Soll)과 같지 않은 VE 시험 분사들의 구동 기간들(AD_{Test - VE}) 또는 레일 압력들에서 수행되지 않은 경우, 특성맵 값들의 내삽법 또는 외삽법이 가능하다는 점이다.

또한, 강조할 사항은, 이미 언급했고 화살표(485)로 명시된 것처럼, 단계들 400 내지 485가 각각의 실린더(i)에 대해 연속으로, 또는 경우에 따라 동시에 수행된다는 점이다. 이 경우, 방법 시퀀스는, 이미 기준값들이 가용한 실린더들에서는 이미 NE 보정값들이 결정됨으로써 가속화될 수 있고, 이에 병행하여 나머지 실린더들에 대해 기준값들이 산출된다. 이 경우, VE와 차후의 NE 간의 비교적 큰 시간 간격으로 인해 NE의 중단이 VE의 보정에 실질적으로 영향을 미치지 않고, 이와 반대로 VE에 의해 NE가 영향을 받지도 않는다는 효과가 기초가 된다. 상기 방법의 대안적인 또는 추가적인 촉진은, 모든 실린더에 대해 기준값들이 주어진 조건에서 모든 실린더에서 NE 보정이 동시에 수행됨으로써 달성될 수 있다. 전술한 병렬화(parallelization) 방법들에서 유일한 요건 또는 제한은, 이미션 및 작동 거동 또는 주행 거동의 영향이 가급적 발생하지 않아야 한다는 점이다.

도 5a 및 도 5b에는, 수회의 파일럿 분사(510, 515, 520) 및 수회의 후분사(525, 530, 535)가 수행되는 본원 방법의 대안 실시예가 도시되어 있다. 이 경우, 후분사들의 보정 시 접근법은 전술한 접근법과 일치한다.

도시된 다중 분사들의 경우, 동일한 분사 또는 분사량이 하나의 실린더에서 수회 연이어 중지되고, 그 결과에 따른 레일 내 압력 강하가 측정된다. 도시된 다중 분사들에 의해, 단일 분사들(도 4a 및 도 4b)에 비해 신호 편차의 증가가 달성될 수 있다. 신호 편차의 증가를 통해 더욱 신속한 학습 및 보정 정확도 증가가 가능해진다. 이 경우, 단일 분사들이 더 적합한지 또는 다중 분사들이 더 적합한지의 여부는 이미션 및 작동 거동 또는 주행 거동에 미치는 작용들을 기반으로 결정될 수 있다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 특성맵들에는, 각각의 보정 시 기초가 되는 레일 압력(p_Rail) 및 전술한 시험 파일럿 분사 시 적용되는 각각의 구동 기간(AD_{Test - VE})에 따라, 전술한 보정에서 각각 획득되는 구동 기간의 보정값들(ΔAD_VE 및 ΔAD_NE)이 각각 기입되어 있다. 그에 따라, 상기 특성맵들로부터, 차후 특정 레일 압력(p_Rail) 및 특정 구동 기간(AD_{Test - VE})에 대해, 전술한 제어들을 수행하는 데 이용되는 상응하는 보정값들이 판독된다.

전술한 방법은 내연기관의 제어를 위한 전자 제어 유닛을 위한 제어 프로그램의 형태로, 또는 하나 이상의 상응하는 전자 제어 유닛(ECU)의 형태로 실현될 수 있다.

Claims (15)

1. 연료 어큐뮬레이터를 포함하는, 자동차 내연기관의 연료 분사 시스템에서 후분사의 구동 기간을 보정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
   파일럿 분사에 의해 발생하는 연료 어큐뮬레이터의 압력 강하를 결정하는 단계,
   후분사의 구동 기간을 보정하는 단계 및
   보정하는 단계의 완료 후 후속 후분사를 보정된 구동 기간에 따라 실시하는 단계를 포함하고,
   후분사의 구동 기간을 보정하는 단계는,
   (a) 후분사를 실시하는 단계,
   (b) 후분사에 의해 발생하는 연료 어큐뮬레이터의 압력 강하를 결정하는 단계,
   (c) 파일럿 분사에 의해 발생하는 압력 강하와 후분사에 의해 발생하는 압력 강하를 비교하는 단계,
   (d) 파일럿 분사에 의해 발생하는 압력 강하와 후분사에 의해 발생하는 압력 강하 사이의 차이에 따라 후속 후분사의 구동 기간을 보정하는 단계 및
   (e) 파일럿 분사에 의해 발생하는 압력 강하와 후분사에 의해 발생하는 압력 강하가 일치하게 될 때까지 단계 (a) 내지 (d)를 반복하는 단계,
   에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 후분사의 구동 기간을 보정하는 단계는 내연기관의 각각의 실린더에 대해 개별적으로 실행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 후분사에 의해 발생하는 압력 강하(120)는 2개의 시간에 따른 평가 범위(105, 115) 이내에서 산출되는 차압값들을 기반으로 평가되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
4. 제3항에 있어서, 각각의 평가 범위(105, 115) 이내에서 산술 평균(123, 125)이 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 후분사의 구동 기간을 보정하는 단계는 내연기관의 모든 실린더에서 연속으로 또는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 후분사의 구동 기간을 보정하는 단계는 내연기관의 작동 모드에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 방법의 각 단계들은 시간상 연속으로 수행되지 않으며, 하나 이상의 작동점에 대한 보정값을 상기 방법의 각 단계의 중간 결과에서 결정하고, 상기 보정값을 후속하는 후분사들에 적용하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 방법의 각 단계들은 시간상 연속으로 수행되지 않으며, 상기 방법의 각 단계의 중간 결과들은 임시 저장되고, 상기 방법의 모든 단계가 모두 완료할 때 비로소 보정값을 결정하는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
12. 제11항에 있어서, 실린더별 기준값들 및/또는 제어 변수들은 특성맵들 내에 저장되는 것을 특징으로 하는, 내연기관의 연료 분사 시스템에서의 후분사 구동 기간 보정 방법.
13. 제어 유닛에서 실행될 경우 제1항 또는 제2항에 따른 방법의 모든 단계를 실행하도록 구성되고 기계 판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
14. 제13항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계 판독 가능 저장 매체.
15. 연료 어큐뮬레이터를 포함하는, 자동차 내연기관의 연료 분사 시스템에서 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 실행하여 후분사의 구동 기간을 보정하도록 구성된 전자 제어 유닛.

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