KR102439650B1 - 배기가스의 부분 재순환을 가진 과급식 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법 및 관련된 구동 수단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡기구로의 배기가스의 부분 재순환(partial recirculation)을 위한 회로와 연관된, 자동차에 장착되는 과급식 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법에 관한 것이다. 이 방법의 주된 특징은, 발을 들어올렸을 때, 엔진의 쓰로틀 밸브 하우징의 위치를 변경하거나 또는 더 개방하지 않고, 제1 EGR 회로 밸브가 폐쇄되며, 엔진의 적어도 하나의 실린더 내부로의 연료의 분사가 중단된다. 그 다음에, EGR 밸브의 폐쇄에 뒤이어 미리 결정된 기간 후에 쓰로틀 밸브 하우징은 거의 완전히 폐쇄되며, 이 기간은 EGR 밸브와 엔진 사이에서의 재순환 가스의 이송 시간에 대응된다. 연료의 분사는, 적절한 경우, 쓰로틀 밸브 하우징의 폐쇄 전에 중단되지 않은 실린더들에 관해 중단된다. 본 방법의 사용은 EGR 회로가 저압 타입인 경우에 특히 유리하다.

Description

배기가스의 부분 재순환을 가진 과급식 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법 및 관련된 구동 수단

본 발명은, (특히, 가솔린을 사용하여 작동되는) 강제-유도 불꽃-점화(forced-induction spark-ignition) 타입의, 더욱이, 엔진의 흡기구로 배기가스의 부분 재순환(partial recirculation)을 위한 적어도 하나의 회로와 연관된 내연 엔진을 제어하는 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은, 운전자가 차량의 가속기 페달로부터 완전히 들어올렸을 때, 자동차에 장착된 이러한 엔진을 조절하기 위한 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이러한 방법을 시행하기 위한 구동 장치에 관한 것이다.

많은 현대의 강제-유도식 내연 엔진들은 엔진의 흡기구로 배기가스의 부분적인 재순환을 위한 적어도 하나의 회로를 장착하고 있다.

종종 EGR(배기가스 재순환)로 언급되는 이러한 회로의 목적은 널리 알려져 있으며, 디젤-타입 엔진에서 이러한 엔진들의 연소가스 내에 다량으로 생성되는 아산화질소 방출을 감소시키기 위해 사용된다.

또한, EGR 회로는 불꽃-점화 타입의 엔진들, 다시 말해서 특히 가솔린을 사용하여 작동되는 엔진들에서도 엔진의 연료 소모들 감소하기 위해 점점 더 많이 사용되고 있으며; 한편으로는, 이미 연소된 가스를 엔진의 흡기구로 공급하는 것은 가스를 희석하여 연소 온도를 낮춤으로써 연소 효율을 상승시키는 역할을 하고, 다른 한편으로는, 엔진의 많은 작동점들(operating points)에 걸쳐, 엔진 토크를 발생시키기 위해 필요한 신선한 공기의 공급량이 엔진의 버터플라이 밸브를 작동시키는 것보다 재순환되는 가스의 공급에 의해 변경될 수 있으며, 이는 엔진의 펌핑 손실(pumping losses)을 감소시킨다.

그러나, 불꽃-점화 타입의 엔진에서 흡기구로의 배기가스의 부분적인 재순환을 위한 회로의 존재는 이러한 회로를 갖추지 않은 동일한 타입의 엔진과 비교하여, 더욱 구체적으로 엔진이 자동차에 장착된 때, 특정 문제점을 나타낸다. 실제로, 차량의 운전자가, 예를 들어 내리막 경사에서, 0 또는 0에 가까운 엔진 설정 토크(T)에 대응하여 가속기 페달을 완전히 릴리즈(release)한 때, 엔진의 버터플라이 밸브(이는 엔진으로 들어오는 신선한 공기의 유량을 계량하는 역할을 함)를 거의 완전히 폐쇄하고, 동시에 재순환 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(EGR 밸브)를 완전히 폐쇄하며, 그 다음에, 토크(T)가 0에 충분히 가까운 것으로 보일 때, 예를 들어, 엔진의 흡기 매니폴드 내의 압력의 값이 미리 결정된 임계값 아래일 때, 엔진 내부로의 연료의 분사를 중단하는 것은 알려져 있다.

그러나, EGR 밸브와 엔진의 실린더 사이에서의 재순환 배기가스의 이송 시간은 이동할 거리가 더 멀기 때문에 버터플라이 밸브와 실린더 사이에서 신선한 공기의 이송 시간보다 더 길다.

더욱 구체적으로, EGR 회로가 저압 재순환 회로(LP EGR 회로)로 불리는 것일 때, 배기가스는 일반적으로, 강제-흡입 엔진의 터보차저의 터빈의 하류뿐만 아니라 엔진의 연소가스의 배기가스의 오염-저감 촉매 변환기의 하류에 위치한, 배기 회로상의 지점으로부터 취해진다. 그 다음에, 이는 저압 회로이기 때문에, 배기가스는 엔진의 터보차저의 압축기의 상류에 위치한, 엔진의 흡기 회로상의 지점으로 보내진다.

오직 흡기 매니폴드만 버터플라이 밸브와 엔진의 실린더 사이에 위치한다는 점을 고려하면, 이러한 가스들이 이동해야 하는 거리는, 한편으로는, 압축기의 하류에 배치된 버터플라이 밸브와, 다른 한편으로는, 엔진의 실린더 사이에서 신선한 공기가 이동하는 거리보다 훨씬 길다는 것은 명백하다.

재순환 배기가스에 대한 더 긴 이송 시간 때문에, 가속기 페달이 릴리즈 된 때 엔진의 컴퓨터 유닛에 의해 초래되는, 버터플라이 밸브와 배기가스의 부분 재순환을 위한 밸브의 동시 및 사실상 즉각적인 폐쇄에 뒤따르는 엔진의 일시적 작동 단계(transitory operating phase)에서 실린더들로부터 신선한 공기와 재순환 가스를 즉각적으로 그리고 동시에 비우는 것은 가능하지 않다.

이에 반하여, 초기에는 실린더 내의 재순환 가스의 비율의 상승이 있으며, 이는 재순환 가스의 양이 신선한 공기의 양보다 더 늦게 감소한다는 사실에 기인한다. 낮은-토크의 실린더에서, 이러한 유형의 불균형은 연소를 불안정하게 만드는 경향이 있다. 이는 연소의 비정상적인 피크(peak)("실화(misfire)"로 알려져 있음)를 일으키며, 그 결과는, 보다 구체적으로 운전자가 가속기 페달을 릴리즈하고 추가로 클러치를 개방한 경우에, 엔진의 실속(stalling)과, 엔진의 오염-저감 촉매 변환기(삼원 촉매 변환기)가 비가역적인 열화의 위험이다. 더욱이, 안정화 모드에서의 작동과 비교하여 일시적인 단계 중에 신선한 공기와 이미-연소된 가스 사이의 불균형 때문에 엔진으로부터 오염물의 방출이 증가한다.

이러한 다양한 현상들은, 엔진의 버터플라이 밸브의 폐쇄는 엔진의 실린더 내의 압력 저하를 발생시키고 이는 각각의 연소 사이클 후에 연소가스를 엔진의 배기 매니폴드 쪽으로 배기시키는 대신에 연소실 내에 연소가스를 유지하는 경향이 있다는 사실에 의해 증폭된다. 따라서, 이는 가스의 내부 재순환(IGR 가스)을 증가시키며, 이는 회로에 의한 가스의 외부 재순환에서 바람직하지 않은 증가를 가중시킨다.

종래 기술은 이미, 흡기구로의 배기가스의 부분 재순환을 위한 회로를 갖추고 연소 가스들은 엔진의 실린더들 내의 신선한 공기를 대체하는 강제-유도식 가솔린 엔진들의 연소를 조절하는 것을 목적으로 하는 많은 방법들을 포함하고 있다. 예를 들어, 특허문헌 FR-A1-2981404호는, 특히 일시적인 모드에서, 연소실 내의 공기와 연소 가스들의 혼합물의 조성을 추정하고 점화진각(ignition advance) 또는 EGR 밸브를 제어함으로써, 연료 루프를 공기 루프에 적합화시키는 것을 제안한다.

이 목적을 위해, 이 특허문헌은, 공기와 연소 가스가 혼합된 혼합 부피 상류의 공기 유량 또는 연소 가스의 유량의 상대적인 측정을 수행하고, 그 다음에 측정 및 부피 내의 혼합 동역학(mixing dynamics)의 모델에 근거하여 혼합 부피 내에 존재하는 연소 가스의 질량 분율을 추정하며, 상기 부피로부터 엔진의 흡기 매니폴드까지의 이송 시간을 추정하고, 흡기 매니폴드 내의 질량 분율에 근거하여 연소를 제어하는 방법을 개시한다.

혼합 동역학의 모델은 시행하기에 복잡하다는 사실을 넘어, 이 방법은 오직 공기와 연소 가스가 혼합된 부피로부터 연소실까지의 혼합물, 즉 EGR 회로가 흡기 회로 내부로 배출하는 지점과 연소실 사이에 포함되는 부피로부터의 혼합물의 이송 시간만을 감안한다. 다시 말해서, EGR 밸브와 상기 배출 지점 사이에 담겨 있는 재순환 가스들의 부피는 감안하지 않으며, 이는 재순환 가스와 신선한 공기 사이의 연소실까지의 이송 시간의 차이를 설명한다.

마지막으로, 이 문헌은 농후도(richness) 1에서 엔진을 통상적으로 조절하는 것을 목적으로 하며 운전자가 가속기 페달을 릴리즈한 다음의 엔진의 일시적인 작동의 특별한 경우를 다루지 않는다는 것은 주목할 사항이 될 것이다. 이에 따라, 이 문헌에서 개시된 방법은 본 발명에 의해 다뤄지는 기술적 문제점들을 해결하는 역할을 하지 않는다.

본 발명은 위에서 언급한 엔진의 실속, 엔진의 오염-저감 촉매 변환기의 신뢰성 및 오염물 방출의 문제점들에 대한 간단한 해결책을 제안한다.

이 목적을 위해, 본 발명은 자동차에 장착된 엔진의 흡기구로의 배기가스의 부분 재순환(partial recirculation)을 위한 적어도 하나의 회로와 연관된 강제-유도 불꽃-점화 엔진(forced-induction spark-ignition engine)을 제어하는 방법을 제안하며, 상기 방법은 자동차의 운전자가 자동차의 가속기 페달을 릴리즈(release)한 때 시행되며, 엔진 내의 가스들의 유량을 조절하기 위한 버터플라이 밸브를 거의 완전히 폐쇄하는 것; 엔진의 흡기구로 재순환되는 배기가스의 유량을 조절하기 위한 밸브를 폐쇄하는 것; 및 엔진의 연료 분사를 중단하는 것;을 포함하는 단계들을 포함한다.

상기 방법은, 연속해서:

- 가속기 페달의 릴리즈를 등록하는 것을 포함하는 단계;

- 재순환 배기가스의 유량을 조절하기 위한 상기 밸브를 폐쇄하고, 상기 버터플라이 밸브를 폐쇄하지 않는 것을 포함하는 단계;

- 엔진의 적어도 하나의 실린더 내부로의 연료의 분사를 중단하는 것을 포함하는 단계;

- 재순환 가스 유량 밸브의 폐쇄 후 미리 결정된 지속시간 후에, 상기 버터플라이 밸브를 거의 완전히 폐쇄하는 단계; 및

- 경우에 따라, 상기 버터플라이 밸브의 폐쇄 이전에 아직 연료가 공급되던 실린더들 내부로의 연료의 분사를 중단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 추가적인 특징들과 이점들은 첨부된 도면들에 관한 비제한적인 실시예로부터 명확하게 될 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 방법의 시행을 위한 구동 장치를 묘사한 개략도이며;
- 도 2는 방법의 제1 실시예에 따른 제어 방법의 다양한 단계들을 보여주는 흐름도이며;
- 도 3은 제2 실시예의 제어 방법의 흐름도이며;
- 도 4는 본 발명에 따른 방법에서, 토크 설정값, 매니폴드 압력 및 엔진 내부로 분사되는 연료의 유량의 변화를 보여주는 세 개의 그래프들의 세트이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 시행에 적합한 구동 장치(1)를 도시하며, 이는 특히 자동차에 적합하다. 상기 구동 장치(1)는, 강제-유도식(forced-induction), (특히 가솔린을 사용하여 작동되는) 불꽃-점화(spark-ignition) 타입의 내연 엔진(2)을 포함하며, 이 비제한적인 예에서 직렬-4 엔진의 형태이다.

작동에 있어서, 이러한 유형의 불꽃-점화 엔진(2)은 흡기 회로(3)를 통해 화살표(F1)의 방향으로 공기를 끌어들이고, 그 배기가스를 배기 회로(4)를 통해 엔진의 연소 가스들을 위한 오염-저감 시스템(5), 예를 들어, 3원 촉매 변환기(5)로 보내며, 그 다음에 화살표(F2)의 방향으로 외부의 대기로 배출한다.

상기 엔진은 또한 연료, 특히 가솔린을 소모하며, 이 연료는 분사 시스템(미도시)에 의해 그리고 실린더들 각각의 내부로, 보다 구체적으로 엔진의 각각의 실린더 내부에 한정된 각각의 연소실 내부로 연료를 직접 분사할 수 있는 실린더 당 적어도 하나의 연료 분사기(6)에서 엔진으로 공급된다.

공기 흡기 회로(3) 내에서, 공기 필터(7)는 공기로부터 먼지를 제거하는 역할을 한다. 본 발명의 맥락에서, 강제-유도식 엔진(2)이기 때문에, 상기 구동 장치는 터보차저(8)를 더 포함하며, 상기 터보차저(8)의 압축기(9)는 공기 필터(7)의 하류에 장착된다. 또한, 열교환기(10)가 상기 압축기(8)의 하류에 배치되는 것도 가능하다. 상기 흡기 회로(3)는, 상기 압축기(8)의 하류에, 엔진(2)으로 들어가는 가스들의 유량을 조절하기 위한 제1 밸브(11) 또는 버터플라이 밸브(11), 및 엔진의 흡기 매니폴드(12), 또는 분배기(12)를 더 포함한다. 상기 흡기 회로(3) 내에, 상기 버터플라이 밸브(11)와 흡기 매니폴드(12) 사이에, 흡입 가스들의 압력(Pman)을 위한 센서(13)와 흡입 가스들의 온도(Tman)를 위한 센서(14)가 배치된다. 이들은 흡기 매니폴드(12)에 장착될 수도 있다.

상기 압축기(9)는 공통 샤프트의 중개를 통해 상기 터보차저(8)의 터빈(15)에 의해 구동된다. 상기 터빈(15)은 엔진의 배기 회로(4) 내에서, 엔진의 배기 매니폴드(16)의 하류에, 보다 구체적으로 배기 매니폴드(16)와 오염-저감 장치(5) 사이에 장착된다.

관행에 따라, 상기 터빈(15)은 배기 바이패스 라인(미도시)과 연관될 수 있으며, 이는 상기 터빈(15)을 우회하며 배기 배출 밸브("웨이스트 게이트(waste gate)" 밸브로 불리기도 함)를 포함함으로써, 배기가스에 의해 터빈(15)으로 공급되는 에너지를 제한할 수 있으며 이에 따라 상기 압축기(9)의 출구에서의 압력을 조절할 수 있도록 한다. 변형으로서, 상기 터보차저(8)는 가변 경사의 핀들을 갖춘 가변-구조 터보차저(variable-geometry turbocharger)를 포함할 수 있으며, 이는 배기가스로부터 추출되는 에너지를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 맥락에서, 열 엔진(2)은 배기가스의 흡기구로의 부분적인 재순환을 위한 적어도 하나의 회로, 보다 구체적으로 소위 고압 EGR 회로 및/또는 저압 EGR 회로(EGR: "배기가스 재순환")를 포함한다.

도 1에서, 본 발명에 따른 방법의 맥락에서, 상기 회로는, 비제한적으로, 저압 EGR 회로가 가장 유리하다. 상기 회로는, 오염-저감 장치(5)의 하류에 위치한 배기 회로(4) 상의 지점에서 시작하여 타단부는 압축기(9)의 상류에 위치한 흡기 회로(3) 상의 지점에서 배출하는 재순환 라인(17)의 형태를 취한다.

상기 재순환 라인(17)은 재순환되는 가스의 양을 조절하는 역할을 하는 재순환 밸브(18) 또는 EGR 밸브(18)를 가진다. 배기가스가 상기 라인 내에서 화살표(F)로 표시된 방향으로 흐를 수 있도록 하기 위해서, 배출 지점에서의 압력이 가스 추출 지점에서의 압력보다 낮아지도록 할 필요가 있다. 이를 위해, 엔진의 흡기 회로(3) 내에, 흡기 회로 내부로의 EGR 라인(17)의 배출 지점의 상류에 추가적인 밸브(19)가 장착될 수 있다. 필요할 때, 재순환 라인(17)의 배출 지점에서 흡기 회로(3) 내의 압력 저하를 생성하기 위해 추가적인 밸브의 개방 정도를 감소시키는 것이 가능하며, 이는 이 지점까지의 배기가스의 흐름을 증가시킬 수 있다.

그 자체가 알려진 방식에서, 상기 엔진(2)은 엔진 토크를 발생시키기 위해 가장 일반적으로 농후도 1에서 작동한다. 예를 들어, 버터플라이 밸브(11)의 각도(αbut)와 터빈(15)의 파워는 엔진의 실린더 내부로의 가스의 주어진 질량 유량을 얻기 위해 매니폴드 압력(Pman)과 매니폴드 온도(Tman)에 의존하여 설정되며, EGR 밸브(18)는 상기 가스 유량 내의 연소 가스의 비율을 조절하도록 설정된다. 농후도는, 촉매 변환기(5)의 상류에 장착된 적어도 하나의 산소 센서(미도시)의 표시에 의해, 엔진 내의 주어진 연료 유량(Qfuel)에 대응되는 분사기들의 분사 시간을 조절함으로써 폐-루프 방식으로 조절된다. 점화 진각의 값은 각각의 실린더 내의 상사점에 관해 바로 그때에 점화 플러그들의 전극들 사이에 스파크 점프(spark jump)를 만듦으로써 설정된다.

도 2는 상기한 바와 같은 구동 장치(1)를 사용하는 본 발명에 따른 제어 방법의 제1 실시예의 다양한 단계들을 보여주며, 이 방법은 운전자가 차량의 가속기 페달을 릴리즈한 때 엔진의 작동 파라미터들(operating parameters)을 설정하는 것을 포함한다. 이는 엔진의 컴퓨터 유닛에 의해 종래의 방식으로 시행된다.

상기 방법은 단계(100)로 시작하며, 이 단계는 엔진의 토크(T)의 현재값과 엔진의 속도(N)의 현재값을 결정하는 것을 포함한다. 엔진은 농후도 1로 설정된다. 예를 들어, 토크는 압력 센서(13)에 의해 측정된 매니폴드 압력(Pman)으로부터, 온도 센서(14)에 의해 측정된 매니폴드 온도(Tman)로부터, 버터플라이 밸브(11)의 개방 각도(αbut)로부터, 그리고 EGR 밸브(18)의 개방 각도(αegr)로부터 얻을 수 있다.

다음 단계(200)는, 차량이 가속기 릴리즈(release) 상황인지를 확인하는 것을 포함한다. 예를 들어, 가속기 페달에 장착된 센서 또는 접촉기(contactor)를 사용하여 가속기 페달이 눌리지 않았다는 것을 확인할 수 있다.

그렇지 않은 경우에는, 상기 방법은 단계(100)를 다시 시작한다. 반대의 경우에는, 상기 방법은 단계(300)로 이동하고, 이 단계(300)는 이러한 가속기 릴리즈 상황이 엔진을 위한 잠재적인 일시적 작동 케이스(potential transitory operation case)인지 여부, 다시 말해서, 위에서 언급한 실속의 문제점, 촉매 변환기(5)의 신뢰성 및 오염물 발생의 높은 개연성이 있는지 여부를 확인하는 것을 포함한다. 이는 일반적으로, 단계(100)에서 기록된 토크(T)와 엔진 속도(N)가 각각 낮은 부하 및 낮은 엔진 속도의 범위 내에 있다는 사실에 대응된다.

그렇지 않은 경우에는, 상기 방법은 단계(100)에서 다시 시작하며, 엔진은 농후도 1로 계속 설정되고, 각각의 분사기의 분사 시간은 실질적으로 동등하게 설정되는 바, 엔진 내의 전체 연료 유량(Qfuel)은 화학양론적 혼합물(stoichiometric mixture)에 대응되는 산소 센서 신호를 얻을 수 있게 한다. 반대의 경우에는, 상기 방법은 본 발명에 따른 방법에 특유한 연속적인 단계들을 계속한다.

단계(400) 중에, 가속기 릴리즈의 상황과 잠재적인 일시적 작동이 인식된 순간에 대응되는 시점(t1)에서, 엔진의 컴퓨터 유닛은 즉각적으로 EGR 밸브(18)의 개방 각도(αegr)를 위한 설정값을 0으로 변경하며, 다시 말해서 상기 밸브를 완전히 폐쇄한다. 다른 한편, 본 발명의 제1 실시예에서, 컴퓨터 유닛은 버터플라이 밸브(11)의 개방 각도(αbut)를 위한 설정값은 변경하지 않으며, 다시 말해서 단계(100)의 위치에 관한 상기 버터플라이 밸브의 위치를 변경하지 않고 유지한다.

단계(400)의 유리한 변형에서, 상기 컴퓨터 유닛은 단계(100)의 위치에 관한 버터플라이 밸브(11)의 개방 각도(αbut)를 위한 설정값을 증가시키며, 즉 버터플라이 밸브를 더 개방한다. 이러한 변형은 매니폴드 압력(Pman)을 더 증가시키고 배기 매니폴드(16)로 엔진의 연소 가스의 배출을 촉진하는 것을 가능하게 만들며, 이에 따라 내부 재순환 가스(IGR 가스)를 감소시킨다.

다시 말해서, 어떤 경우에도 버터플라이 밸브(11)는 폐쇄되지 않는다.

단계(500)는, 단계(400)에서 버터플라이 밸브의 개방 각도를 위해 유지되는 옵션이 어떤 것이든, 실린더들 내부로의 연료의 분사를 중단하는 것을 포함한다. 보다 구체적으로, 연료의 분사는 제1 실린더에서 먼저 중단되고, 그 다음에, 예를 들어 규칙적인 시간 간격으로, 제2 실린더에서 마지막 실린더까지 중단된다. 이 단계 중에 아직 연료가 공급되는 실린더들에서, 이러한 작동중인 실린더들에 아직 공급하는 분사기들 각각의 분사 시간은 고정되며, 즉 단계(500)의 시작으로부터 분사 시간 값까지 개방-루프 방식으로 조절된다.

상기 방법은 버터플라이 밸브(11)를 거의 완전히 폐쇄하는 단계(600)를 더 포함하며, 이 단계는 EGR 밸브(18)가 폐쇄되는 시점(t1)으로부터 미리 결정된 지속시간의 경과 후, 결정된 시점(t3)에서 수행되며, 상기 미리 결정된 지속시간은 EGR 밸브(18)와 엔진의 실린더들 사이에서의 재순환 가스의 이송 시간에 대응된다. 이러한 지속시간은 가속기 해제 이전의 토크(T)와 엔진 속도에 근거한 벤치 테스트(bench testing)에 의해 미리 결정될 수 있다.

그 다음에, 엔진은, (버터플라이 밸브가 사실상 폐쇄되고 EGR 밸브가 완전히 폐쇄되며; 연료의 분사되지 않는) 단계(600)에 대응하여 이 단계에서 조절된 상태로 가속기 해제 상황의 끝까지, 즉 압력이 가속기 페달에 가해진 때 엔진의 재결합까지, 유지된다.

도 3은 본 발명에 따른 제어 방법의 제2 실시예의 다양한 단계들을 보여준다. 제2 실시예에 따른 방법의 단계들(100 내지 400)은 제1 실시예의 단계들과 동일하다.

상기 방법은 단계(500)를 계속하며, 이 단계에서 적어도 하나의 실린더 내부로의 연료의 분사가 중단되고, 하나 이상의 나머지 실린더들에는 아직 연료가 공급된다. 다시 말해서, 적어도 하나의 실린더를 포함하지만 모든 실린더들을 포함하지 않는, 실린더들의 부분-그룹에서 먼저 분사가 동시에 중단된다.

그 다음에, 상기 방법은, 제1 실시예와 동일하게, 버터플라이 밸브(11)의 거의 완전하게 폐쇄하는 단계(600)를 포함하며, 이 단계는 EGR 밸브(18)가 폐쇄되는 시점(t1)으로부터 미리 결정된 지속시간의 경과 후, 미리 결정된 시점(t3)에서 수행되며, 상기 미리 결정된 지속시간은 EGR 밸브(18)와 엔진의 실린더들 사이에서의 재순환 가스의 이송 시간에 대응된다.

상기 방법은 단계(700)를 계속하며, 이 단계는 흡기 매니폴드(12) 내의 지배적인 압력(Pman)을 측정하는 것을 포함한다. 이 압력은 버터플라이 밸브(11)가 폐쇄되자마자 떨어지기 시작한다. 이 압력값은 압력 임계값(Pt)과 비교되며, 상기 압력이 상기 임계값 아래로 떨어지자마자, 상기 방법은 단계(800)로 넘어가고, 이 단계에서 실린더들 내부로의 연료의 분사가 완전히 정지된다. 이는 단계(500)에서 중단되는 실린더들의 그룹의 부분을 형성하지 않는 엔진의 실린더들 내부로의 분사를 동시에 중단한다는 것을 의미한다.

도 4는 제1 실시예와 제2 실시예의 본 발명에 따른 방법의 과정을 보여주는 세 개의 그래프들의 세트이며, 이는 이 방법을 종래 기술의 통상적인 방법과 비교한다.

- 제1 그래프는 가속기 페달을 누름에 기인한 토크 설정값의 시간에 걸친 변화 곡선이며;

- 제2 그래프는 매니폴드 압력(Pman)의 시간에 걸친 변화의 세 개의 곡선들을 나타내며;

Ⅰ. 두꺼운 실선은 종래 기술에 따른 방법의 경우에 압력(Pman)의 변화를 보여주며, 여기서 가속기 페달의 릴리즈 시에, 버터플라이 밸브와 EGR 밸브는 즉시 폐쇄되고, 그 다음에 압력이 임계값 아래로 떨어진 때 연료 분사가 중단된다.

Ⅱ. 두꺼운 점선은, 단계(400)에서 버터플라이 밸브의 각도가 유지되는 실시예에서, 본 발명에 따른 방법에서의 압력(Pman)의 변화를 보여준다.

Ⅲ. 얇은 점선은, 단계(400)에서 버터플라이 밸브의 각도가 증가되는 실시예에서, 본 발명에 따른 방법에서의 압력(Pman)의 변화를 보여준다.

- 제3 그래프는 본 발명에 따른 방법에 따라 엔진 내의 연료 유량의 변화를 보여주며, 두꺼운 실선은 제1 실시예에 대응되고, 두꺼운 점선은 제2 실시예에 대응된다.

상기 제1 그래프는, 시점(t1)에서 가속기 페달의 릴리즈가, 페달 릴리즈 이전에 가속기 페달의 눌림에 대응하는 값으로부터 즉각적으로 0으로 변하는 엔진 토크(T) 설정값으로 나타나는 것을 보여준다.

제2 그래프에서, 종래 기술에 따른 방법에 의하면, 가속기 페달의 릴리즈 시점(t1)으로부터 즉시 버터플라이 밸브의 폐쇄는 압력(Pman)의 감소로 나타나고, 이는 가속기 페달 릴리즈의 시작 이전에 이용 가능한 엔진의 실제 토크에 대응되는 레벨로부터, 연료 분사가 중단된 때의 시점(t2)에서부터 임계값(Pt) 아래의 값으로 매우 신속하게 변한다.

이에 반해서, 버터플라이 밸브의 개방이 유지되는 본 발명에 따른 방법에 의하면, 압력(Pman)은 버터플라이 밸브의 폐쇄가 개시되는 시점(t3)까지 일정하게 유지된다. 버터플라이 밸브의 개방이 증가하는 제2 실시예에서, 압력(Pman)은 동일한 시점(t3)까지 상승한다. 두 경우에, 버터플라이 밸브의 개방 설정값이 0으로 넘어가자마자, 매니폴드 압력(Pman)은 감소하기 시작한다.

연료 유량(Qfuel)의 면에서는(제3 그래프 참조), 연료 유량은 실린더 하나하나씩 연료 분사의 중단에 의해 점진적으로 계단식으로 감소한다.

두꺼운 실선에 대응되는 제1 실시예에서, 제1 실린더에서 먼저 분사가 중단되고, 그 다음에 제2 실린더, 등등에서 분사가 중단되며, 시점(t4)에서 마지막 실린더에서 분사의 중단이 일어나며, 마지막 실린더에서의 분사의 중단은, 예를 들어 여기에 도시된 바와 같이 시점(t3) 전에 일어나거나, 또는 시점(t3)과 동시에 일어난다.

두꺼운 점선에 대응되는 제2 실시예에서는, 단계(400)에서 적어도 하나의 실린더에서 먼저 분사가 중단된다(이 경우에: 도 1에 도시된 엔진의 네 개의 실린더들 중 두 개의 실린더들이 중단된다). 단계(400)에서 아직 중단되지 않은 하나 이상의 실린더들(이 경우에: 두 개의 나머지 실린더들)을 정지하는 것은 매니폴드 압력(Pman)이 중간 그래프에서 볼 수 있는 압력 임계값(Pt)에 도달하는 지점에 대응되는 시점(t5)에서 일어난다.

Claims (8)

1. 자동차에 장착된 엔진의 흡기구로의 배기가스의 부분 재순환(partial recirculation)을 위한 적어도 하나의 회로(17)와 연관된 강제-유도 불꽃-점화 엔진(forced-induction spark-ignition engine)(2)을 제어하는 방법으로서,
   상기 방법은 자동차의 운전자가 자동차의 가속기 페달을 릴리즈(release)한 때 시행되며, 엔진 내의 가스들의 유량을 조절하기 위한 버터플라이 밸브(11)를 거의 완전히 폐쇄하는 것; 엔진의 흡기구로 재순환되는 배기가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(18)를 폐쇄하는 것; 및 엔진의 연료 분사를 중단하는 것;을 포함하는 단계들을 포함하고,
   상기 방법은:
   - 가속기 페달의 릴리즈를 등록하는 것을 포함하는 단계(200);
   - 재순환 배기가스의 유량을 조절하기 위한 상기 밸브(18)를 폐쇄하고, 상기 버터플라이 밸브(11)를 폐쇄하지 않는 것을 포함하는 단계(400);
   - 엔진의 적어도 하나의 실린더 내부로의 연료의 분사를 중단하는 것을 포함하는 단계(500);
   - 재순환 가스 유량 밸브(18)의 폐쇄 후 미리 결정된 지속시간 후에, 상기 버터플라이 밸브(11)를 거의 완전히 폐쇄하는 단계(600); 및
   - 경우에 따라, 상기 버터플라이 밸브(11)의 폐쇄 이전에 아직 연료가 공급되던 실린더들 내부로의 연료의 분사를 중단하는 단계(800);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 강제-유도 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   재순환 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(18)를 폐쇄하는 단계(400) 중에, 상기 버터플라이 밸브(11)의 개방이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는, 강제-유도 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법.
3. 제1항에 있어서,
   재순환 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(18)를 폐쇄하는 단계(400) 중에, 상기 버터플라이 밸브(11)의 개방이 증가되는 것을 특징으로 하는, 강제-유도 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법.
4. 제1항에 있어서,
   재순환 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(18)를 폐쇄하는 단계와 버터플라이 밸브(18)를 거의 완전히 폐쇄하는 단계를 분리하는 상기 미리 결정된 지속시간은, 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(18)와 엔진 사이에서의 재순환 가스의 이송 시간과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는, 강제-유도 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 지속시간은 토크(T)와 엔진의 속도(N)의 함수로서 시험에 의해 미리 결정되는 것을 특징으로 하는, 강제-유도 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법.
6. 제1항에 있어서,
   실린더들 내부로의 연료의 분사를 중단하는 단계(500)는 실린더 하나하나씩 점진적으로 수행되며, 실린더들 모두는 상기 버터플라이 밸브(11)의 폐쇄 이전에 또는 상기 버터플라이 밸브(11)의 폐쇄와 동시에 중단되는 것을 특징으로 하는, 강제-유도 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법.
7. 제1항에 있어서,
   실린더들 내부로의 연료의 분사를 중단하는 단계(500)는 엔진의 실린더들의 서브-그룹(sub-group)에 대하여 부분적으로 실행되며, 나머지 실린더들은 상기 버터플라이 밸브(11)의 거의 완전한 폐쇄 후에 중단되는 것을 특징으로 하는, 강제-유도 불꽃-점화 엔진을 제어하는 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 시행하기 위한 구동 장치(drive device)로서,
   엔진의 흡기구로의 배기가스의 부분 재순환을 위한 적어도 하나의 회로(17)와 연관된 강제-유도 불꽃-점화 엔진(2)을 포함하며, 상기 회로는 저압 부분 재순환 회로인 것을 특징으로 하는, 구동 장치.

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