KR20000035967A - 미점화 연소 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라 다수의 실린더를 구비한 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법은 내연 기관의 적어도 하나의 실린더에서 적어도 두 번의 압축 시간와 팽창 시간을 측정하고, 팽창 시간의 변화와 압축 시간의 변화를 비교하여 미점화 연소를 측정하기 위하여 수행되고, 비교의 결과는 미점화 연소의 측정치가 된다.

Description

미점화 연소 측정 방법 {METHOD OF DETERMINING MISFIRING}

내연 기관용 진단 장치는 DE 제41 19 399 C2호로부터 공지되어 있는데, 상기 진단 장치는 구조가 간단하면서 내연 기관내의 점화 또는 연소 문제를 더욱 신뢰성 있게 감지할 수 있도록 되어 있다. 이는 내연 기관 실린더들의 내압을 감지하는 압력감지 수단(센서)이 존재하기 때문이며, 이 출력 신호는 출력 신호를 차동화하는 차동 수단에 공급되며 차등화된 출력 신호를 발생한다. 상기 진단 장치의 단점은 압력 감지 수단이 내연 기관의 내압을 감지하여야할 필요가 있으며, 이에 따라 내연 기관의 크랭크 케이스상에 부가적 구조의 측정장치가 필요하게 되고, 그 결과로서 조립에 있어서 고비용이 들며 누설의 결함원이 되었다. 더욱이, 압력 감지 수단은 특히, 열저항에 관하여 높은 기준이 필요하며, 이 때문에 이들 압력 감지 수단은 대응하여 비용이 많이 들게 된다.

본 발명은 다수의 실린더를 가진 내연 기관에서 미점화 연소를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 90° 및 180°크랭크축 시간을 갖는 4-실린더 내연 기관의 실린더 압축 곡선을 도시하며,

도 2는 정상 엔진 작동중의 90°시간과 크랭크축 가속 곡선을 도시하고,

도 3은 미점화 연소로 야기된 90°시간과 크랭크축 가속 변화를 도시하고,

도 4는 이중 미점화 연소로 야기된 90°시간과 크랭크축 가속 변화를 도시하며,

도 5는 인식된 미점화 연소를 평가하고 처리하기 위한 장치를 도시한다.

그러므로, 본 발명의 목적은 간단한 구조로서, 내연 기관의 적어도 하나의 실린더에 있어서의 미점화 연소를 신뢰성 있게 측정할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적은 본 발명의 특허청구의 범위 제 1 항에 개시된 특징에 의해 달성된다.

내연 기관 크랭크축의 회전을 저지(braking)하는 것은 미점화 연소가 되는 경우로 알려져 있다. 이러한 저지는 연속적으로 180°시간의 변화를 측정하여 감지할 수 있다. 그러나, 크랭크축의 저지(감가속도) 단독으로는 크랭크축(예를 들면, 내연 기관에 배열되어 있는 차량의 구동열로부터 일어나는 영향)의 각감가속도에 영향을 주는 미점화 연소를 인지하고 다른 영향으로부터 그것들을 구별하기 위해서는 충분하지 않다. 따라서, 미점화 연소를 측정하기 위하여, 본 발명에 따라서, 크랭크축의 크랭크원(즉, 한 회전)은 4개의 영역(분절)으로 분할되고, 그 각각은 4 싸이클 내연 기관의 경우에는 90°이며, 이 때문에 두 개의 압축 시간외 두 개의 팽창 시간이 각회전중에 일어난다. 6-실린더 내연 기관에 있어서, 분절은 6분절이 되며, 각각은 60°이며, 즉, 일반적으로, 크랭크원 (360°)은 내연 기관의 실린더의 수로 나누어 지며, 그 결과로서 분절 및 분절 치수로 분할된다. 미점화 연소 측정은 적어도 하나의 내연 기관의 실린더에 대하여 적어도 두 번의 연속적인 압축 시간 및 팽창 시간에 기초하여 측정되며, 미점화 연소를 측정하기 위하여, 팽창 시간의 변화와 압축 시간의 변화의 비교에 특히, 증가 또는 감소가 있을 때에 수행되며 비교의 결과는 미점화 연소의 측정치이다. 만약에 비교 결과가 소정 한정 상한치(하한치)를 한번 또는 그 이상 초과(또는 그 이하)한다면, 더욱 처리하여 통계를 낸 다음에 이를 광학적 및/또는 음향적으로 표시하고 폴트(fault) 메모리에 저장하고, 상기 실린더에의 연료의 공급은 중단(예를 들면, 대응 분사 밸브는 비활성화되고) 되며, 한편 다른 반응은 수행(예를 들면, λ-제어의 차단 및 전 부하의 차단)할 수도 있다.

본 발명의 개발에 있어서, 본 방법은 내연 기관의 소정의 변수 및/또는 내연 기관의 소정의 순환 변수의 함수로서 수행된다. 그러므로, 예를 들면, 본 방법은 내연 기관의 작동 온도의 함수로서 수행되지 않거나 또는 소정의 한정값을 이용하여 수행된다. 내연 기관의 소정의 순환 변수는 예를 들면, 차량의 가속, 감가속 운전이며, 이들은 엔진의 속도 변화에 따라 측정된 압축 및 팽창 시간과 180°시간에 직접적으로 영향을 미치기 때문에, 이들 순환 변수의 영향은 미점화 연소의 측정에 고려되어야 한다.

더욱이, 본 발명의 잇점은 비교 결과가 미점화 연소가 있는지 없는지에 대한 증거를 직접적으로 가질 수 있다는 것이며, 이를 근거로 하여, 신속한 반응 (예를 들면, 폴트 경고, 연료 공급의 중단 또는 이와 유사한)을 단일 미점화 연소 이후 또는 다수의 연속적인 미점화 연소 이후에 발생 할 수 있다.

본 발명의 개발에 있어서, 본 방법은 각각의 실린더에 대하여 수행되며, 이 때문에 미점화 연소는 각각의 개별적인 실린더에 대하여 인식되고 측정되며 해당 실린더는 연료 공급을 중단하여 적어도 일시적으로 비활성화할 수 있고, 이 때문에 항상 비상 운전은 개별적인 실린더가 일시적이 아니라 영구적으로 미점화 연소가 된다면 계속 보장된다.

본 발명의 개발에 있어서, 적어도 하나의 미점화 연소를 감지한 후에, 특히 실린더에서 예정된 수의 미점화 연소 이후에, 폴트 신호가 발생되어 발하게 된다. 엔진 제어 장치의 메모리 유니트에 저장될 수도 있는 이러한 폴트 신호는 차량 운전자에게 신호를 알려 주게되고 운전자는 이를 제거하고 다른 고장 (특히, 연소되지 않은 연료에 의해 손상되게 될 촉매 장치)을 찾기 위하여 정비소를 찾아야만 한다.

더욱이, 방법의 단계는 종속항에 기재되어 있으며, 이에 대응하는 있점들이 기재되어 있다.

본 발명에 따른 방법은 하기에서 더욱 상세히 설명되고, 상기 방법을 수행하는 장치가 설명되어 있으며, 본 발명은 이러한 장치에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 4-실린더 내연 기관의 실린더 압축 곡선을 도시한 것으로써, 90° 및 180°크랭크축 시간을 도시한 것이다. 크랭크 원은 4개의 분절로 분할되고, 각각은 90°이며, 예를 들면, 0도 위치는 제 1 및 제 4 실린더의 점화 상사점(TDC)이며, 이 때문에 두 개의 압축 시간(t_verd) 및 팽창 시간(t_exp)은 매 회전중에 발생한다. 기간(PT)은 압축 시간과 여러 실린더의 두 개의 연속 TDC 사이의 관련된 팽창 시간의 총계로부터 형성될 수 있다. 양호하게는, 이경우에 있어서, 미점화 연소 측정 방법은 내연 기관의 소정의 순환 변수의 함수로써 수행되며, 이들은 이미 설명한 것에 부가하여 기간을 측정하기 위한 센서로부터의 출력 신호이다. 이는 예를 들면, 서로 두 개의 연속적인 180°시간 (또는 이와 유사)으로 수행된다. 이것은 비고정 모드로 발생하기 때문에, 이들의 측정된 시간은 실제적으로 동일해야 되고, 예를 들면, 두 개의 시간의 차이로부터 나오는 차는 미점화 연소의 측정을 위한 다른 방법을 고려할 수도 있다. 따라서, 특히, 센서의 제조 공차, 이뿌리면 에러 등은 보상된다.

도 2는 엔진의 정상 작동중의 90°시간으로 크랭크축의 가속 곡선을 도시한 도면이다. 도면에 도시된바와 같이, 크랭크축의 가속은 팽창 기간 동안은 양이나, 압축 기간 동안에는 부이다. 엔진의 정상작동중에, 양 및 부적인 가속이 교호된다.

도 3은 도 2와는 대조적으로 미점화 연소에 의해 야기되는 90°시간의 크랭크축 가속의 변화를 도시한다. 미점화 연소 (180°의 크랭크각과 270°사이의 크랭크각 사이)는 크랭크축의 낮은 양적인 가속과 높은 부적인 가속의 결과가 된다. 또한 후속 압축 및 팽창 시간은 그 결과로써 변하게 되며, 이 때문에 이들은 이전보다 높은 수준이 된다.

도 4는 이중 미점화 연소에 의해 야기되는 90°시간의 크랭크축 가속의 변화를 도시한다. 크랭크축의 낮은 양적인 가속 또는 높은 부적인 가속은, 연속적인 시간에서, 본 발명에 따른 방법에 의해 도 3에서와 같은 방법과 똑같은 방법으로 평가되며 압축 및 팽창 시간이 더욱 상승하게 하는 결과가 된다.

도 5는 미점화 연소를 인식처리하고 평가하는 장치가 도시되어 있다.

크랭크축 센서 신호 (캠축 센서 신호도 고려할 수 있다)는 이미 설명한 이뿌리면 보정 수단(1)에 공급되고, 두 개의 연속적인 180° 시간과 관련된 90°시간 (두번의 팽창 및 압축 시간)은 서로 비교되며 어떤 값이 후속하는 미점화 연소를 미점화 연소 측정에 고려하기 위하여 측정된다. 보상 2는 비고정 모드중에 연속적으로 수행되고 이 때문에, 예를 들면, 갑자기 부하가 감소 (가스 트로틀링)한 경우에, 이는 또한 구동열이 진동하기 때문에 급격한 엔진 속도 변화에 의해 중첩되며, 미점화 연소가 인식될 수 있는데, 그러나 미점화 연소를 구성하지는 않을 것이다. 미점화 연소를 위한 특정값의 형성은 참조 부호 3으로 지정되어 있으며, 비고정 모드를 고려함이 없이 다른 값의 형성은 참조 부호 4에서 크랭크축 센서 신호로부터 형성된다. 두 개중의 하나의 값 또는 두 값은 특히, 부하와 엔진 속도에 대하여 도식된 특성도로부터 제한된 변화로서 읽을 수 있으며, 하나의 값은 다른 하나의 값을 교정할 수 있다. 도면 부호 5는 임계치를 나타내며, 임계치 또는 값의 범위는 내연 기관에서 부하를 고려한다면 4에 형성된 값에 대하여 형성된다. 임계치 측정(6)이 수행되고, 여기에서 기본 임계치 또는 값의 범위는 3에서 형성된 미점화 연소를 위하여 결정된다. 엔진 온도를 고려한 온도 보상(7)은 하나 또는 두 개의 임계치(5, 6)에 대하여 수행된다. 변화 한정 수단(8)에 있어서, 이들 임계치 또는 하나의 임계치는 내연 기관의 소정의 변수 및/또는 내연 기관의 소정의 순환 변수 예를 들면, 가속기 페달 위치의 갑작스런 변화, 환경 영향 등에 의한 날카로운 진동 자극의 함수로서 고려된다.

응답 수단(9)은 미점화 연소가 측정되었는지 안되었는지를 묻게된다. 3 또는 4에 측정된 미점화 연소 값이 소정의 임계치 (5 또는 6)이상 또는 이하라면, 미점화 연소 측정이 수행되지 않는다. 측정이 수행된다면, 응답 수단(10)은 감지가 허용 또는 불허용되었는지를 묻게 된다. 그리하여, 예를 들면, 감지는 내연 기관의 속도가 소정의 속도 (예를 들면, 아이들링 속도이하의 저속) 이하일 때 또는 소정의 부하 및/또는 온도 범위가 유지되지 않을 때 허용되지 않는다. 예를 들면, 엔진 온도가 소정의 온도 이하라면, 비균일 혼합 처리 및 이들 온도에서 마찰 관련 출력의 현저한 증가는 운전 소음이 증가하게 하는 결과가 되며, 이는 어느 정도의 크기이며, 이는 미점화 연소일 경우에 또한 기대할 수 있다. 그러므로, 이러한 온도 이하에서는 미점화 연소의 감지가 없으며, 이 때문에 미점화 연소 진단의 비활성화(11)가 수행된다.

감지(10)가 허용되었을 때, 미점화 연소 또는 미점화 연소들은 촉매의 손상 및/또는 방출 한정치를 초과하는지에 대하여 통계 평가(12)가 이루어진다. 촉매 손상이 발생하였다면, 촉매 손상 미점화 연소율에 대한 반응(13)이 수행되고, 이 목적을 위하여, 예를 들면, 미점화 연소가 있는 각각의 실린더는 정지된다. 더욱이, 이결과로써 또는 방사 한정치를 초과하는 결과로써, 폴트 신호(14)가 발생되며, 이는 차량 운전자에게 광학적/음성적으로 표시되고, 장착되어 있는 진단 장치에 저장되고 후에 직독되거나 해당 실린더 또는 실린더들에 공급되는 연료의 함수로써 적어도 일시적으로 중단된다.

본 발명에 의해, 간단한 구조로서, 내연 기관의 적어도 하나의 실린더에 있어서의 미점화 연소를 신뢰성 있게 측정할 수 있는 방법이 제공되었다.

Claims (7)

1. 다수의 실린더를 가진 내연 기관의 미점화 연소를 측정하기 위한 방법에 있어서,

   미점화 연소를 측정하기 위하여 내연 기관의 적어도 하나의 실린더에 대하여 적어도 두 번의 연속적인 압축 시간과 팽창 시간을 측정하고, 압축 시간과 팽창 시간의 변화의 비교를 수행하며 비교의 결과가 미점화 연소의 측정치인 것을 특징으로 하는 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 내연 기관의 소정의 변수 및/또는 내연 기관의 소정의 순환 변수의 함수로써 수행되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방법은 내연 기관의 각 실린더에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 미점화 연소 감지 이후, 특히 소정 수의 미점화 연소 이후에, 폴트 신호가 발생되고 발하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 미점화 연소의 측정을 위한 임계치는 내연 기관의 적어도 하나의 변수의 함수로써 형성되며, 폴트 신호는 비교 결과가 상기 임계치를 초과 또는 그 이하일 때 발생되지 않는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관의 소정의 변수 및/또는 내연 기관의 소정의 순환 변수에 대한 소정치 범위로부터 편위가 있는 경우에 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 차량 특히, 승용차를 구동하는 내연 기관에 내장된 적어도 하나의 진단 장치가 사용되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 미점화 연소 측정 방법.