KR19990064083A - 내연 기관의 조정 방법 및 장치 - Google Patents

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베르너 헤스
홍 짱
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클라우스 포스, 게오르그 뮐러
로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

연료소비 및 유해물질 방지를 위해 주어진 운전 상태에서 정해진 수의 실린더를 차단하는 내연기관의 조정방법 및 장치에 관한 것이다. 운전자에 의한 회전 모멘트를 유지하기 위해, 충진에 상응하는 영향 이외에 특히, 실린더 차단 및 실린더 복귀시의 이행 과정의 경우, 점화각을 교정하거나 또는 점차 약화된 실린더를 조정한다.

Description

내연 기관의 조정 방법 및 장치
유럽 특허 출원 제EP 27865 A1호에서는 자동차 또는 내연기관의 주어진 구동조건에서 복수 실린더 내연기관의 적어도 하나의 실린더가 차단 및 동작 즉, 실린더의 연료공급을 차단 및 재개하는 것이 공지되어 있다. 내연기관에 의해 주어지는 회전 모멘트를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해 이 공지된 배열에서 전기조정 스로틀 밸브의 위치는 실린더의 차단에 따라 야기되는 모멘트 변화의 보상시 스프링 점프식으로 조정된다. 스로틀 밸브 위치 변화에도 불구하고 이 공지된 장치에서는 공기 흡입을 완만하게 하는 시스템 상태로 인해, 실린더 작동과 차단을 운전자가 느낀다.
본 발명의 목적은 약화된 실린더의 작동 및 이에 따른 복귀 과정을 형성함에 있어서 안락한 승차감을 해치지 않고 내연기관에 의해 주어진 엔진 모멘트를 작동 및 복귀 과정 때에도 실질적으로 일정하게 유지하도록 하는 데 있다.
이 목적은 독립 청구항의 특징부에 의해 달성된다.
독일 특허 출원 제DE 42 39 711 A1호에는 표준 엔진 모멘트 접점부가 사용된 내연기관의 조정을 위한 방법과 장치가 개시되어 있다. 이 모멘트 접점부에 의해 공급된 소정 모멘트는 완만한 변화의 연동(충진) 및/또는 빠른 연동(분사 약화 및 점화각)을 형성한다. 공전 및 부분 부하 영역에서 소정의 실린더 수의 차단, 특히 실린더 뱅크의 차단과 연관된 해결책은 제시되지 않았다.
독일 특허 출원 제DE 43 34 864 A1호에서는 점화각 교정 및 분사 약화의 적합한 동기화를 통해 실린더 작동 또는 차단시에 모멘트 상승이 줄어든 내연기관의 조정 방법과 장치가 개시되어 있다.
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 내연기관의 조정 방법에 관한 것이다.
도1은 내연기관의 조정장치의 개략 블록도
도2는 본 발명에 따른 방식을 나타낸 개략 블록도
도3 내지 도9는 본 발명에 따른 방식의 다른 실시예를 나타낸 개략 블록도
부분 부하 영역에서 페달위치와 회전수가 일정할 경우에 복수 실린더 내연기관의 적어도 하나의 실린더의 차단 및 작동시 점화, 충진 및 분사연동의 조화로 내연기관에 의해 주어진 모멘트가 실질적으로 일정하게 유지된다. 이로써 실린더 작동과 차단으로 인해 운전자의 편안함을 해치는 일은 없게 된다.
특히, 더 많은 실린더수를 갖는 엔진에서는 실린더 뱅크의 차단 및 작동과 연관된 이러한 방식의 사용이 유리하다.
특히, 하나의 실린더의 작동 또는 차단에 관계없이 운전자의 의지 (운전자가 원하는 회전 모멘트)를 실현하는데 유리하다. 이로써 동적 과정에서 안락함을 해치지 않는 것이다.
특히, 내연기관의 외부연동(예를 들면 구동 슬립 조정 또는 기어 조정에 의해)도 차단 또는 작동에 관계없이 유리하게 실현될 수 있는 것이다.
다른 장점은 아래에 서술하는 실시예 또는 관련 청구항에 나타나 있다.
본 발명은 도면에 도시된 아래의 실시예로 상세히 설명된다.
도1은 복수 실린더의 내연기관(10)의 조정장치를 나타낸 것이다. 조정장치는 전자 조정부(12)로 이루어지며, 이는 적어도 하나의 마이크로 컴퓨터(14), 입력부(16)와 출력부(18)로 이루어진다. 입력부(16), 출력부(18) 및 마이크로 컴퓨터(14)는 서로간의 데이터 교환을 위해서 통신버스(20)에 의해 서로 연결된다. 입력선(22, 24, 28, 30)은 입력부로 인도된다. 입력선(22)은 페달위치를 감지하기 위해 측정장치(32)에서 비롯되고, 입력선(24)은 엔진 회전수를 감지하기 위해 측정장치(34)에서, 입력선(28)은 엔진 부하를 감지하기 위해 측정장치(38)에서, 입력선(30)은 적어도 하나의 다른 조정부(40), 예를 들면 구동슬립 조정, 기어링 조정 및/또는 엔진 트랙 모멘트 조정을 위한 조정부에서 비롯된다. 엔진부하를 감지하기 위해서 실시예에 따라 공기 질량, 공기량 측정 또는 압력 센서를 흡입 파이프 또는 연소실 압력을 파악하기 위해 구비한다. 서술된 구동크기 외에도 조정부는 엔진온도, 주행속도등과 같은 엔진조정을 위한 그 밖의 실질적 크기를 갖는다.
출력부(18)에는 출력선(42)이 연결되며, 이는 내연기관의 공기 흡입 시스템(46)내에 배치된 전기로 작동되는 스로틀 밸브(44)로 향한다. 나아가, 출력선(48, 50, 52, 54)등이 표시되어 있으며, 이는 내연기관(10)의 각 실린더 내 연료측정을 위해 위치기구와 연결되고, 각 실린더 내 점화각 조정을 위해 사용된다.
본 발명의 기본사상에 의한 방식은 정해진 부하영역에서 내연기관이 작동할 때, 예를 들면 연소 소비 및 유해물질 저감을 위해 정해지는 어느 실린더의 차단 및 복귀시에 충진, 점화각 조정과 분사 약화의 조화를 통해 엔진 모멘트를 실현하는 것이다. 실린더 차단 및 복귀와 이의 측정에 대한 결정은 바람직한 실시예에서 엔진부하와 엔진 회전수에 의해 영향을 받는다. 측정된 엔진부하 및 측정 회전수가 주어진 한계에 미치지 않는다면, 주어진 어느 실린더를 차단한다. 한계값이 초과할 때 실린더는 복귀, 즉 연료 공급이 재개된다. 본 발명에 따르면, 운전자의 의지에 의해 주어진 실린더 수에 따라 공전시 및 변속시의 점화각과 충진의 연동에 의해서, 운전자가 부여하는 엔진 모멘트, 엔진부하, 충진 또는 출력을 운전자에 의해 주어진 값으로 실질적으로 유지한다.
도2는 본 발명의 설명을 위해 내연기관 조정의 기본구조의 블록도를 나타낸다. 블록으로 나타난 요소부는 블록이 테이블, 특성 곡선, 특성 다이어그램 및/또는 연산단계로 이루어진 특별 프로그램부를 나타내는 마이크로 컴퓨터의 프로그램의 바람직한 실현부를 나타낸 것이다.
입력선(22, 24 및 28)은 운전자 요구를 결정하기 위해 요소부(100)로 진행한다. 후속방법(도3 또는 4참조)에서 결정되는 운전자 요구는 입력선(102)을 통해 각각 입력선(30)이 유입되는 각각의 요소부(104와 106)로 향한다. 요소부(104와 106)는 운전자 의지뿐만 아니라 외부 연동(도5 참조)에 관련하여 주어진 목표 크기에 따라 엔진 조정에 허용되는 목표값의 선택을 위해 이용된다. 선택된 목표값은 입력선(108 및 110)을 통해 연산부(112와114)로 진행한다. 연산부(112)는 적어도 엔진 회전수와 엔진부하에 따라 주어진 목표값에서 점화각 및/또는 분사 약화 (도8 또는 9 참조)의 교정을 계산한다. 유사한 방식으로 연산부(114)는 적어도 엔진 회전수와 엔진부하에 따라 주어진 목표값에서, 입력선(42)을 통한 스로틀 밸브의 작동으로 조정되는 충진을 계산한다. 데이터 교환을 위해 실시예에서는 연산부(112와 114)가 입력선(116)으로 연결된다.
유해물질 배출에 있어서 사용 감소와 개선을 위해, 엔진 구동상태(엔진부하, 엔진 회전수)에 관련한 조정부는 차단 또는 복귀 실린더(감소단계)의 수치를 제시한다. 도2에 나타난 예를 통해 이 실린더 차단 외에 다른 연동이 충진(느린 연동), 분사 및 점화각(빠른 연동)의 조정으로 내연기관의 회전 모멘트(구동슬립 조정, 기어 조정, 운전자의 연동)와 협동한다.
충진 조정을 위해, 연산부(114) 범위 내에서 주어진 실린더 차단과 부과 연동이 없는 공전 점화각을 고려하여 일정한 페달위치(공전시)의 경우에 실린더 차단의 유무에 상관없이 내연기관에 의해 주어진 회전 모멘트가 일정하게 유지된다. 정해진 실린더의 차단 또는 취소시 동적 과정에서 점화각이 교정 및/또는 개별분사 약화가되어, 내연기관에 의해 주어진 회전 모멘트가 이 동적 과정(일정한 페달위치시)에서도 일정하게 유지된다(연산부112). 이에 의해, 앞서 거론된 종래 기술에 따른 바람직한 실시예에서 점화각과 분사연동이 동기화된다.
운전자에 의해 주어진 목표값을 결정하기 위해, 또 다른 방법이 있다. 주행 페달각도로 목표 커플링 모멘트를 결정한다고 알려져 있다. 이 모멘트는 기어 상태(기어단 단계, 전환 상태, 기어 손실)을 고려하며 주행 페달위치와 주행속도에 관련하여 계산된 바퀴 모멘트에 의해 계산된다.
운전자 목표값을 계산하는 다른 가능성은 도3에 나타나 있다. 여기서 공전의 모멘트 공급(MLL)과 최대 모멘트(MMAX) 사이의 보간을 통해 운전자 페달각에서 운전자에 의해 주어지는 목표연산 모멘트(MISOLL(FA))가 직접 계산된다.
도3에는 블록(100)의 실시예가 나타나 있다. 최대 모멘트 값과 공전(페달을 밟지 않음)시 모멘트 공급(MLL)이 회전수에 관련한 그래프로 나타난다. 다른 바람직한 실시예에서, 공전(페달을 밟지 않음)시 모멘트 공급(MLL)은 (회전수와 관련된)공전 회전 조정기의 결과를 나타낸다. 도3에 나타난 실시예에서, 엔진 회전수는 입력선(24)을 통해 최대 모멘트(200)를 기록한 그래프로 향하고, 여기서 최대 모멘트 값이 선택되어 입력선(202)을 통해 보간블록(204)으로 향한다. 이와 상응하게 회전수는 입력선(24)을 통해 공전 모멘트 공급을 위해 저장된 그래프(206)로 향하고, 여기서 공전 공급값(MLL)으로 나타나는 수치를 선택하여, 입력선(208)을 따라 보간 블록(204)으로 향한다. 나아가, 사전 프로그램된 특성 다이어그램(210)이 구비되며, 이곳으로 입력선(24)을 통해 엔진 회전수, 입력선(22)을 통해 주행 페달위치가 도입된다. 이 두 개의 크기에 관련하여 최대값과 최소값 사이의 주행 페달위치에 상응하는 연소 모멘트가 특성 다이어그램에서 선택되어, 입력선(212)을 통해 보간 블록(204)으로 향한다. 보간 블록(204)에서, 목표값은 최대값(MMAX)과 최소값(MLL)사이 선형 보간의 범위내에서 계산되어, 상응하는 운전자 목표 모멘트 값이 입력선(214)을 통해 선택단(216)으로 향한다. 이 선택단(216)에서 주행 페달작동에 따라 주어진 목표 모멘트 값과, 주행속도 조정기(218)에서 입력선(220)을 따라 선택단(216)으로 진행하는 이와 대응되게 상응하는 목표 모멘트 값에서, 운전자 목표 모멘트 값(MISOLL(FA))보다 큰 것이 선택되어, 입력선(222)으로 보내진다. 주행 속도 제어기에 의해 주어진 목표 모멘트 값은 기어 변속비, 기어손실과 엔진의 손실 모멘트를 고려하고, 운전자로부터 조작 요소에 의해 주어진 목표 주행 속도를 기초로 하여 계산된다. 그래프(200과 206)는 상승 회전수를 갖는 공전 공급값이 경우에 따라서 제로까지 낮아지도록 되어 있다.
운전자 요구를 결정하는 또 다른 실시예는 도4에 나타나 있다. 이 실시예에서 목표 모멘트 대신에 목표 충진값(목표부하)이 계산된다. 주행 페달위치 값은 입력선(42)을 통해 보간단(300)으로 향하며, 이곳에서 최대와 최소 충진값 사이의 보간을 통해 상대적인 목표 충진값이 결정된다. 이 값은 입력선(302)을 통해 선택단(216)으로 보내진다. 주행속도 조정기(218)의 상응 처리 목표값 시그날과 주행 페달 위치에서 운전자 요구치보다 큰 값의 상대적인 충진값이 선택된다. 선택된 목표값 시그날은 입력선(304)을 통해 곱셈 블록(306)으로 향한다. 이곳에 입력선(308)이 공전 조정기(310)에서부터 유입되어, 엔진 회전수 뿐만 아니라 입력선(312)에 의해 유입된 실린더 차단조건을 근거하여 공정시의 상대적인 충진이 결정된다. 공전 조정기에 의해 결정된 상대적인 충진값은 차단 실린더의 수에 상응하는 교정을 위해, 차단 실린더 수에 관련된 최대 실린더 수의 비로 나눈다. 다음에, 블록(306)에서 공전치를 벗어난 목표 충진값를 결정하기 위해, 공전 조정기의 충진값에서 비롯된 비례분은 교정값로서 최대 충진을 결정하고, 주행 충진값에 곱해진다. 이 결과 충진 요구값(TLSOLL(FA))은 입력선(314)을 통해 진행한다.
충진 또는 모멘트 목표값의 결정 이외에, 다른 실시예에서 부하 목표값(상응 충진값), 조정 목표값(목표 모멘트와 회전수에서 계산됨)등이 결정된다.
블록(106)에서 충진 조정과정으로, 부가적인 연동으로 발생되는 목표값을 갖으며 도3 및 도4에서 결정된 운전자 목표값의 조화가 일어난다. 도5에 의해 입력선(314 및 222)은 제1 선택단(400)으로 향하고, 이곳에서 유입된 목표값에서 작은 것이 선택된다. 이것에 상응하여 선택단(400)에서 운전자 의지에 대한 엔진 모멘트의 감소를 가져올 수 있는 연동이 집약된다. 이러한 기능은 예를 들면, 구동 슬립조정, 구동조정 또는 부하한계, 속도한계, 회전수 한계 및/또는 회전 모멘트 한계와 같은 기능이다. 상응 목표값은 각각 적용된 크기(충진,모멘트 등)로 요소부(400)로 향한다.
각각 선택된 목표값은 입력선(402)을 통해 다른 선택단(404)으로 향한다. 이는 큰 값을 가져와서, 선택단(404)을 통해 운전자 의지에 대한 엔진 모멘트를 상승시키는 연동을 허용한다. 이러한 연동은 공전 조정기에서 또는 엔진 트랙 모멘트 조정에서 진행된다. 상응 목표값은 입력선(208 또는 412)을 통해 유입된다. 출력선(414)을 통해 충진 조정에 대한 목표 모멘트 값(MISOLLFUE)을 목표 모멘트 값 내지 목표 충진값 (TLSOLL)이 연산블록(114)으로 보내진다.
상응되는 유리한 방법은 연료와 점화각 연동에 관련하여 블록(104)으로 보내진다(출력크기 목표연소 모멘트 MISOLL 또는 목표값 TLSOLL). 이 때 단지 연동만 고려되며, 이는 연료측정 그리고 또는 점화시 구동 슬립조정, 공전조정 등으로 작용한다.
도6에는 바람직한 실시예로 연산 블록(114)의 작동이 나타나 있다. 이것으로 허용된 실린더 차단을 고려하여서 스로틀 밸브 개방이 연산된다. 도5에 의해 결정되고 입력선(414)을 통해 전달되는 목표 연소 모멘트를 실현하기 위해 실린더 차단시 충진, 즉 스로틀 밸브 조정을 교정해야한다. 연동없는 점화각(ZWBASE)의 영향과 허용된 감축단 (REDSOL)을 구비한 실린더 차단을 고려하여 스로틀 밸브 개방의 연산을 위해 나타나는 엔진 모멘트(MIDK)가 아래식과 같이 나타난다.
MIDK=MISOLLFUE/(f(ZWOPT-ZWBASE)x (1-REDSOL/REDMX))
여기서, ZWOPT는 최적 점화각, ZWBASE는 연동이 없는 기본 점화각, f( )는 최적 점화각와 최적 모멘트(MIOPT)에 관련된 기본 점화각 사이의 차이와 함수 관계인 효율도 그래프, REDSOL은 허용된 감소단, REDMX는 최대 단수를 나타낸다.
실린더의 절반을 차단하면, REDSOL=REDMX/2 이어서, 나타나는 엔진 모멘트(MIDK)는 거의 인수 2로 커진다.
상기 식에 따른 MISOLLFUE의 연산은 도6에 나타나 있다. 특성 다이어그램(500)에서 입력선(24와 26)을 통해 유입된 엔진 회전수와 엔진부하에 관련하여 최적 점화각(ZWOPT)이 결정된다. 이 점화각 또는 특성 다이어그램(500)은 내연기관의 최적 효율에 입각하여 정해진다. 입력선(502)을 따라 최적 점화각이 비교부(504)로 향한다. 이들도 입력선(506)을 통해 연동없는 기본 점화각의 차이(DZW)를 형성하기 위해 공급된다. 이들은 특성 다이아그램(508)에서 엔진 회전수, 엔진부하, 엔진온도 등에 관련되어 형성된다. 이 점화각은 외부 연동, 실린더 차단과 점화각 교정이 없는 실질 구동조건 하에서 조정되는 점화각이다. 이 차이(DZW)는 비교부(504)에서 입력선(510)을 통해 효율 그래프(512)로 전달된다. 이 그래프의 출력선(514)은 분할요소부(516)로 향한다. 효율 그래프(512)의 출력 시그날은 최적 효율하에서 형성된 목표값(MISOLLFUE)의 교정값을 나타내며, 이는 연동없는 조정 점화각의 변동에서 내연기관의 최적 효율의 조정을 위해 결정된 최적 점화각을 따른다. 교정은 분할부(516)에서 상기 식에 대응하여 일어난다. 결과는 입력선(518)을 통해 분할부(520)로 향한다. 여기서 입력선(522)을 통해 실린더 차단 허용부(524)에서 인수를 접수하며, 이는 차단 실린더 수를 나타낸다. 요소부(520)의 결과 MIDK는 입력선(526)을 통해 특성 다이어그램(528)으로 향하며, 여기에서 엔진 회전수에 관련된 스로틀밸브 개방의 연산을 위해 목표 엔진 모멘트(MIDK)에서 입력선(530)을 통해 목표 부하치(TLSOLL)가 선택된다. 이 목표값은 한편으로는 곱셈단계(532)로, 다른 한편으로는 비교부(534)로 향한다. 후자의 것은 이후 입력선(536)을 통해 엔진(538)의 실질 부하측정을 공급 받는다. 실질 부하는 공기질량 측정장치, 공기량 측정장치, 흡입 파이프압 센서 또는 연소실압 센서를 통해 측정된다. 목표와 실질 부하 사이의 편차는 입력선(540)을 통해 조정부(542)로 향한다. 이는 제시된 조절방법(예를 들면, PID)에 따라 조정 기준에서 부하 목표값를 위한 교정값을 결정한다. 곱셈 단계(532)에서 목표값와 교정값가 곱해지고, 출력선(546)을 통해 다른 특성 다이어그램(548)으로 향한다. 여기서 회전수에 따라, 제시된 교정 목표 부하치에서 목표 스로틀밸브 위치값(DKSOLL)이 결정된다. 이는 입력선(550)을 통해 전기 위치장치(542)로 향한다. 이는 예를 들면, 위치 조정 사이클에 따라 입력선(554)을 통해 내연기관의 스로틀밸브와, 이와 함께 제시된 목표값 상의 충진 조정을 통해 충진 또는 연소 모멘트가 조정된다(분사 연료량은 적어도 공지된 바와 같이 제시된 공기/연료비에 대하여 엔진 회전수와 부하에서 결정된다).
도6에 나타난 것은 목표 모멘트(MIDK)와 회전수로 특성 다이어그램(528)으로 형성되며, 이는 최적 점화각일 때 목표 충진(TLSOLL)과 마지막으로 스로틀밸브 목표위치(DKSOLL)를 측정한다. 차단 실린더(블록 524)의 허용은 실시예에서 예를 들면 목표 모멘트는 운전자에 의해 제시 한계보다 작을 때, 공전시와 낮은 부하시에 일어난다. 이 실린더의 차단은 슬립구동에도 일어난다. 상승되는 주행 페달위치와 함께 충진을 위한 목표 모멘트가 상승된다. 이것이, 예를 들면 연산된 스로틀 밸브 개방(DKSOLL)은 제시된 회전수 관련한계를 초과(예를 들면 85°)할 만큼 커지면, 바람직한 실시예에서 실린더 차단은 감소되는 것이다. 이러한 경우에 목표 모멘트 (MIDK)가 대략 절반으로 감소된다. 이 시스템이 다시 공전 또는 낮은 부하 또는 슬립구동 상황시에 재고려되어 차단 허용은 활동을 재개한다.
도6에는 정지상태 즉, 실린더가 이미 차단된 경우를 도시하고 있다. 실린더의 차단 또는 복귀동안에 충진, 실린더, 점화각에서의 연동이 조화되어서, 실린더 차단 전후에 엔진에 의해 공급되는 회전 모멘트에의 변화가 가장 적게 될 수 있다. 실린더의 주어진 개수가 차단되면, 회전 모멘트(MIDK)는 새로운 차단 실린더 개수 REDSOL을 가지고 상기 식으로 연산된다. 이렇게 결정된 스로틀밸브 개방은 즉각적으로 또는 주어진 시간 기울기를 갖고 바람직한 실시예에서 조정된다. 이로써, 측정부하(TL)가 상승된다. 이과정은 추후 거론될 도8과 같이 점화각 교정에 사용된다.
도7은 주어진 목표값에 따른 충진 조정을 위한 제2 실시예를 나타낸다. 이 실시예는 바람직하게는 목표값이 충진값일 때 사용된다.
목표값은 입력선(414)를 따라 공급된다. 이후 곱셈부(600)에서 공급된 목표값은 입력선(602)를 따라 공급된 함수와 곱셈되며, 이는 차단 실린더 수를 나타낸다. 모든 실린더가 작동한다면, 메모리부(406)에서 인수 1이 선택된다. 실린더의 절반이 차단된다면, 스위치부(608)의 절환으로 메모리셀(606)에서 값 2가 선택된다. 다른 차단 실린더 수에 대응하여 함수를 구비할 수 있다. 교정 목표값은 입력선 (610)을 통해 특성 다이어그램(612)로 진행되고, 이곳에서 엔진회전수를 고려하여 스로틀 밸브의 목표 조정각이 결정된다. 이는 입력선(614)를 통해 위치 조정기(616)로 공급되고, 입력선(618)과 모터(620)를 거쳐 목표값에 상응하는 스로틀 밸브(622)를 조정한다.
앞서 제시된 도6의 간단한 형태에서, 목표 모멘트 값의 허용시에 도 7에 설명된 바람직한 방법이 상응 적용된다.
도8은 도6 또는 도7에 나타난 충진의 조정을 보완하기 위해 점화각과 연료공급, 특히 동적 구간의 조정을 위한 바람직한 실시예를 나타낸다.
도6 또는 도7에 따르면, 실린더의 차단 또는 복귀시에 스로틀 밸브 위치가 변한다. 이로써 엔진부하가 상승한다. 최적 점화각에서 연소 모멘트(MIOPT)는 엔진부하와 회전수로 특성 다이어그램(720)에서 연산된다. 최적 조정에 의한 점화각 조정의 변화는 단계(700 내지 714)에서 도6과 유사하게 결정된다. 곱셈단계(722)에서 연동없는 점화각 영향을 고려하여 연산된 최적 연소 모멘트(MIDPT)로 기본 연소 모멘트(MIBASE)가 결정된다. 이러한 기본 연소 모멘트는 엔진에 의한 기본 점화각의 조정으로 형성되는 모멘트를 나타낸다.
이러한 연동없는 기본 연소 모멘트(MIBASE)는 분할부(724)에서 점화각 조정 및/또는 연료 측정을 결정하기 위해 주어진 목표 모멘트와 비교된다(나누게된다).
상승 엔진부하에 근거한 이 모멘트가 목표 모멘트보다 크다면, 연료 연동 및/또는 점화각 교정이 연산되어, 목표 모멘트를 유지한다. 이 측정으로 충진 변화에 따른 회전 모멘트 상승은 실린더 약화 및/또는 점화각 교정으로 보상된다. 동적 과정시 약화된 실린더는 실린더 차단의 허용에 따라 차단되어야 하는 실린더이다. 뱅크 차단의 간단한 예로, 동적 과정 중에 엔진 뱅크에서 실린더를 주어진 시간 경과에 따라 차례로 차단한다. 차단시 모멘트 변환은 점화시간 교정으로 이루어진다. 모멘트 전달이 완료되면, 감소단(REDNEU)은 실린더 차단에 의해 주어지게 된다. 점화각은 기본 점화각으로 조정된다. 이 값은 실린더 차단시에 유지된다. 바람직한 실시예에서 실린더 차단이 슬립구동(모든 실린더 차단)시에 일어나면, 점화각의 교정없이 단지 충진에 의한 영향만을 받는다. 이동 복귀시 단지 허용된 실린더만 복귀된다.
복귀시 감소단계 허용점은 제로값에 있게 된다. 즉, 모든 실린더를 연소한다. 충진은 이와 같은 식에 따라 작게 되며, 스로틀 밸브는 즉각 또는 주어진 기울기로 새로운 값으로 조정된다. 이 측정부하와 연소 모멘트(MIBASE)가 감소한다. 이와 상응하여 점화각 및/또는 복귀 실린더의 수가 조정된다. 감소 부하와 연소 모멘트로 감소 단계(REDNEU)는 실린더 차단에서 주어지는 값을 통한 코스로 제로를 산출한다. 여기서 또한 두 개의 감소단계 사이의 모멘트는 점화각 조정으로 영향을 준다. 정지값일 경우 부하가 변화한다면, 동적 과정을 끝내고 감소단계는 제로에 머무른다. 점화각은 다시 기본 점화각으로 조정된다. 일반적으로 아래와 같다.
MISOLL=MIOPTx(f(ZWOPT-ZWSOL)x(1-REDNEU/REDMX))
여기서, ZWSOL은 교정으로 산출된 점화각이다.
이러한 식에 의해 도8에 나타난 목표 모멘트의 조정으로 MISOLL의 유지시 자동적으로 적합한 점화각(ZWSOL)과 적합한 감소단계(REDNEU)를 형성한다. 이러한 과정에서 주행 페달위치와 회전수를 일정하게 유지하고 외부 연동이 존재하지 않으면, MISOLL은 일정하게 유지된다.
종래 기술에 나타난 바와 같이 분사연동과 점화각 조정 또한 빠른 요구, 예를 들면 ASR- 또는 MSR-요구 실현을 위해 사용된다. 이것은 목표값이 주어지며, 이는 충진, 점화각 그리고 연료 측정에 상응하여 조정된다. 상기 연동은 실린더 차단 여부에 의한 구동과 관계없다.
앞서 거론된 종래 기술에 의해, 점화각과 분사약화의 영향이 조화되어 감소단계 변화시 모멘트 상승이 가능한 작게 나타난다.
도8은 상기 거론된 과정의 실시예를 나타낸다. 이미 거론된 바와 같이 분할부(724)에서 목표 모멘트(MISOL)와 연소 모멘트(MIBASE) 사이의 비교를 행한다. MISOL과 MIBASE의 나눗셈 값은 비교단(726)에서 1로부터 빼고 그 나머지는 연산단(728)에서 최대 감소단값(REDMX)과 곱해진다. 이 후, 이 결과는 인버터(730)에서 반전된다. 인버터의 결과는 1/((1-MISOLL/MIBASE)xREDMX)로 고정된다. 그러나 이는 최적 점화각의 경우, 상기식에 따라 주어진 감소단(REDNEU)과 같다. 작동 실린더 차단시 스위치부(732)는 주어진 위치에 있는다. 그리고나서 감소단(REDNEU)이 산출되며, 이는 분사의 변화를 통해 주어진 충진 변화시 주어진 실린더에 대해 분사 중단이 일어난다. 실린더 차단 상태 외에 스위치부(732)는 다른 위치에 있게 되어 감소단을 제로로 한다. 입력선(734)를 통해 목표 모멘트 값 MISOLL은 다른 분할단(736)으로 향한다. 이러한 경로는 목표 점화각의 결정을 나타낸다. 이 분할단(736)에 입력선(738)이 유도된다. 이 입력선으로 실린더 차단의 실질적인 수를 결정하는 연소 모멘트(MIND)가 유도된다. 이는 상기식에서 산출된다. 이 차단 실린더의 실질적인 수(REDST)는 최대 단수로 블록(740)에서 나누어지고, 이 나눗셈 값을 1에서 빼서 곱셈단(742)에 최적 모멘트와 곱한다. 요소(736)에서 형성된 목표 모멘트와 연소 모멘트의 나눗셈 값은 입력선(744)을 통해 효율 그래프(746)을 점화각 편차(DZW)로 변화시킨다. 교정부(748)에서 특성 다이아그램(700)에서 결정된 최적 점화각을 교정시켜 입력선(750)을 통해 목표값(ZWSOLL)으로 산출한다.
도9는 모든 실린더 뱅크가 차단될 때 뱅크 차단에 관련된 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 운전자에 의한 모멘트도 충진 목표값도 허용되지 않는다. 이는 입력선(414)를 통해 유도된다. 특성 다이어그램(800)에서, 엔진 회전수에 따라 충진 목표값은 모멘트 목표값으로 변한다. 바람직한 실시예에서 운전자에 의한 상대적인 충진은 최대부하와 공기밀도를 곱하며, 필터를 통해 교정하는데, 이는 흡입 파이프 활동을 나타낸다. 특성 다이아그램에서 선택된 연소 모멘트는 곱셈부(802)에서 다른 실시예에서 서술된 바와 같이 최적 점화각과 기본 점화각의 차이에 따라 목표 연소 모멘트(MISOLL)로 교정된다. 분할부(804)에서 목표 모멘트(MISOLL)는 연산된 모멘트 값(MIEZA)으로 나누어지며, 이는 작동 실린더 수를 고려한 최적 점화각의 경우에 연소 모멘트를 나타낸다. 이 연소 모멘트는 알려진 방법에 의해 특성 다이어그램(806)에서 결정된 최적 연소 모멘트에서 형성되며, 이는 곱셈부(808)에서 작동 실린더 수를 나타내는 하나의 함수와 곱해진다. 모든 실린더가 작동한다면, 이 인수는 1이고, 실린더 뱅크의 차단시에는 이 인수는 0.5이다. 상응하는 선택은 스위치부(810)에서 일어난다. 목표 연소 모멘트와 실제 연소 모멘트 사이의 나눗셈 값에서 효율기능(812)에 따라 점화각 교정값(DZW)이 결정된다. 이 교정값을 최적 점화각에서 빼면 조정된 목표 점화각(ZWSOL)이 형성된다.
도 9에 나타난 점화각 연동 (빠른 연동)은 실린더 차단의 작동 또는 차단 실린더의 복귀 (스위치부 810의 절환)시에 작동되며 결정시간에 따라 또는 부하에 관련하여 재차단되는데, 이는 부하변화와 뱅크절환이 나타난 때에 이루어진다.
12 실린더 구동에서 6 실린더 구동으로 전환되면, 먼저 도 6에 따라 충진이 상승한다. 점화각 교정을 통해 일반 엔진 조정범위내에서 충진 변화가 보상되어, 엔진 모멘트는 일정하게 유지된다. 충진이 변화한다면, 실린더 차단이 이루어져 실린더가 뱅크에서 순차적으로 차단된다. 이로써 연소 모멘트 값(MIEZA)은 약 절반으로 감소되어, 실린더의 계속 연소시 점화 각도는 다시 진각된다. 모든 실린더가 차단되면, 점화각 연동이 끝난다. 6 실린더에서 12 실린더로의 전환시 충진 코스에서 뿐만 아니라, 스위치 요소부의 점화각 교정시에도 동시에 변화된다. 차단 실린더는 즉시 재작동한다. 충진이 천천히 감소되면 초기에 엔진 모멘트는 커진다. 이로써 도9에 나타난 바와 같이 점화각이 지각된다. 감소되는 부하로 점화각은 다시 점화 진각된다. 부하가 변화하고 연동이 끝나면, 도9에 따른 목표 점화각은 더 이상 고려되지 않는다.
도9에 따른 실시예는 운전자가 제시한 충진 목표값를 제한할 뿐 만아니라 도8의 실시예의 범위에서 간단한 실시예로 실행될 수 있다.
바람직한 실시예는 각 차단과정의 뱅크차단의 경우에 각각 다른 실린더 뱅크를 차단한다.

Claims (11)

  1. 사전에 주어진 구동상태에서 소정의 실린더 수를 차단하고 충진영향에 의해 차단 실린더 수에 관계없이 운전자가 요구하는 내연기관의 모멘트를 유지하는 내연기관 조정방법에 있어서,
    차단 실린더 수의 변화시 이행중에 충진의 영향으로 점화각이 교정 그리고 또는 차단 실린더 수에 영향을 주는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  2. 제1항에 있어서, 실린더의 정해진 수를 차단할 때 주어진 회전 모멘트를 유지하기 위해 조정된 충진이 조정되며, 내연기관에 의해 생성된 회전 모멘트를 주어진 수치로 조정할 때에 점차 약해지는 실린더 및/또는 점화각을 교정하는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  3. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 실린더의 주어진 수의 차단 이행과정에서 충진의 변화에 따라 선택 실린더를 순차적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  4. 제3항에 있어서, 점화각 교정으로 주어진 회전 모멘트가 실질적으로 유지되는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  5. 제4항에 있어서, 충진형성으로 선택 실린더가 순차적으로 차단되며, 실린더 각 교정은 연소 실린더에 순차적으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 운전자에 의해 목표 회전 모멘트, 목표 충진과 목표 부하 또는 목표 출력이 주어지는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 이행과정시에 점차 약해지는 실린더의 수가 연동없는 점화각 영향을 고려하여 주어진 목표 모멘트 값과 연동없는 연산된 모멘트 값의 차에서 산출되는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  8. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 정해진 점화각(예를 들면 적정 점화각)에 관련한 점화각 교정이 점화각 관련시점 (예를 들면 적정 점화각)시 실린더의 약화를 고려하여 산출된 모멘트 값에서 목표 모멘트 값의 변화에 따라 성립되는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  9. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 운전자 요구에 따른 목표값이 회전 모멘트 또는 충진의 최대값와 회전 모멘트 또는 충진의 공전 요구치의 보간에서 산출되는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  10. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 충진 목표값 또는 모멘트 목표값은 운전자에 의해 주어진 것과 구동 슬립 조정, 엔진 슬립 모멘트 조정, 기어 연동, 공전 조정과 같은 부가기능의 선택 및/또는 회전수, 주행 진동, 부하 및/또는 회전 모멘트 한계를 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정방법.
  11. 주어진 구동조건에서 실린더의 주어진 수가 차단되어 충진이 변하며 내연기관의 회전 모멘트를 운전자가 원하는 대로 유지되도록 충진, 점화각, 분사에 영향을 주는 전자 조정장치를 구비한 내연기관 조정장치에 있어서,
    전자 조정장치는 특히 실린더 차단 이행 단계시와 실린더 복귀시에, 충진에 영향을 주기 위해 점화각을 교정하고, 또는 약화된 실린더 수를 조정하는 것을 특징으로 하는 내연기관 조정장치.
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