KR20030036812A - 엔진 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진(1)의 연소실(4) 또는 흡기관(7) 내로 분사되는 연료가 압력 저장기(13) 내에서 가변 분사압(P)을 갖는, 특히 차량 엔진(1)의 작동 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 상온 시동 후 또는 워밍업 단계 중과 같은 엔진(1)의 소정의 작동 상태에서 가능한 적은 연료 소비 및 가능한 적은 배기 가스 방출을 고려한 엔진(1)의 최적의 작동을 가능케 하기 위해, 압력 저장기(13) 내의 분사압(P)이 엔진(1) 온도에 따라 조정되는 것이 제안된다. 엔진(1) 온도(T)가 엔진(1) 작동 온도 이하일 때 분사압(P)이 상승되는 것은 바람직하다. 추가로, 엔진(1) 온도(T)가 낮을 때 분사 시점이 지연 시점으로 조정된다.

Description

엔진 작동 방법{METHOD FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
압력 저장기 내의 분사압이 특성 영역을 통해 사전 설정되는 직접 분사식 엔진은 종래 기술에 공지되어 있다. 그러나, 상기 특성 영역은 엔진 작동 온도에 따른다. 또한, 특성 영역은 엔진의 소정의 작동 상태, 예를 들어, 상온 시동 후 또는 워밍업 단계 중에는 조정되지 않는다.
독일 특허 공개 제195 47 644 A1호에는 직접 분사식 엔진에서 연소실 내로 분사되는 연료량의 공급 정확도 증가를 위해, 분사되는 연료량을 증가시키는 보정 인자가 계산되는 것이 공지되어 있다. 보정 인자는 연료 밀도의 온도 종속성을 고려한다. 보정 인자는 압력 저장기에 존재하는 분사압에 대해 작용하지 않는다.
본 발명의 목적은 연료 소비, 배기 가스 방출 및 양호 작동에 대해 최적의 엔진 작동을 가능케하기 위해, 압력 저장기 내에 존재하는 분사압을 엔진의 소정의 작동 상태에 적응시키는 것이다.
상기 목적의 해결을 위해, 본 발명에서는 전술한 유형의 엔진 작동 방법을 기초로 하여 압력 저장기 내의 분사압이 엔진 온도에 따라 조정되는 것이 제안된다.
본 발명은 특히 차량의 엔진 작동 방법에 관한 것이다. 엔진의 연소실 내로 또는 흡기관 내로 분사되는 연료는 가변 분사압을 갖는 압력 저장기 내에 존재한다.
또한, 본 발명은 압력 저장기와, 적어도 하나의 연소실과 적어도 하나의 흡기관을 갖는 엔진에 관한 것이다. 연료는 압력 저장기 내에서 가변압을 갖는다. 연료는 압력 저장기로부터 흡기관으로 또는 연소실 내로 직접 분사될 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 유형의 엔진용 제어 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 계산 유닛, 특히 마이크로 프로세서에서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이 기억되는, 특히 차량 엔진 제어 장치용 기억 요소에 관한 것이다. 기억 요소는 특히 롬(Read-Only-Memory), 램(Random-Access-Memory) 또는 플래시 메모리(Flash-Memory)로 구성된다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징, 사용 가능성 및 장점은 도면에 도시되며 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예에서 나타난다. 청구항의 요약 또는 청구항들의 종속 관계와는 관계없이, 그리고 상세한 설명, 도면의 형식 또는 도면과는 관계없이, 모든 서술된 또는 도시된 특징들은 독립적으로 또는 본 발명의 대상의 임의의 조합으로 형성된다.
도1은 바람직한 실시예에 따르는 본 발명에 따른 엔진의 개략적인 블록 회로도이다.
도2는 바람직한 실시예에 따르는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
본 발명에 따르면, 분사압은 엔진 온도에 따라 상승 또는 하강한다. 엔진 온도는 대부분 엔진 작동 상태에 따른다. 이와 같이, 온도는 상온 시동 후 또는 워밍업 단계 중에, 확실히 엔진의 장시간 작동 중에 도달되는 최적의 작동 온도 이하에 위치된다.
압력 저장기 내에 존재하는 분사압의 온도에 따른 조정을 통해 엔진의 특정 작동 상태에서, 연료 소비, 배기 가스 방출 및 양호 작동에 대한 최적의 엔진 작동이 가능해진다.
본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 분사압의 온도에 따른 조정에 추가로,분사 시점이 엔진 온도에 따라 조정되는 것이 제안된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 엔진 작동 온도 이하의 엔진의 온도에서 분사압이 증가하는 것이 제안된다. 상온 시동 후 또는 워밍업 단계 중에 분사압의 증가를 통해 상기 작동 상태에서 탄화 수소(HC)의 방출이 확실히 감소된다. 또한, 증가된 분사압은 압력 저장기 내의 연료를 분사압으로 이끄는 펌프 장치의 더 큰 요구를 발생시킨다. 이로써, 배기 가스 촉매 장치의 신속한 가열을 발생시키는 엔진에 가해지는 부하가 증가된다. 이로써 배기 가스의 최적의 환원에 필요한 작동 온도가 짧은 시간 내에 도달된다.
분사 시점이 엔진 작동 온도 이하의 엔진 온도에서 늦게 조정되는 것은 바람직하다. 이러한 방법을 통해, 엔진 작동 온도 이하의 온도에서 분사압의 증가가 지원된다.
본 발명의 다른 바람직한 구성에 따르면, 엔진 온도는 냉각수 온도 또는 엔진의 실린더 헤드 온도에 의해 결정되는 것이 제안된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 온도에 따르지 않는 분사-목표값에 작용하는, 엔진 온도에 따른 보정 인자가 결정되는 것이 제안된다. 압력 저장기에 존재하는 분사압은 엔진 제어 장치에 의해 보정된 분사압 목표값으로 조절된다.
특히 차량 엔진 제어 장치용 기억 요소 형태로 본 발명에 따른 방법이 구현되는 것은 특히 중요하다. 계산 장치, 특히 마이크로 프로세서에서 실행 가능하며 본 발명에 따른 방법의 실행에 적절한 컴퓨터 프로그램이 기억 요소에 기억된다.따라서, 이러한 경우에 본 발명은 기억 요소에 기억된 컴퓨터 프로그램을 통해 구현됨으로써, 컴퓨터 프로그램이 구비된 기억 요소는 컴퓨터 프로그램의 실행에 적절한 방법과 같은 동일한 방법으로 본 발명을 나타낸다. 기억 요소로써 예를 들어 롬, 램 또는 플래쉬 메모리와 같은 특히 전기 기억 매체가 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 계산 장치, 특히 마이크로 프로세서에서 구성되는 경우, 본 발명에 따른 방법의 실행에 적절한 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 컴퓨터 프로그램이 기억 요소, 특히 플래쉬 메모리에 기억되면 특히 바람직하다.
본 발명의 목적의 다른 해결책으로써, 서두에 언급한 유형의 엔진을 기초로 하여 압력 저장기 내의 분사압이 엔진 온도에 따라 조정될 수 있는 것이 제안된다.
엔진에는 흡기관 분사 장치가 장착될 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 엔진은 압력 저장기 내에 존재하는 연료의 직접 분사를 위한 적어도 하나의 분사 밸브를 엔진의 연소실 내에 구비하는 것이 제안된다. 따라서, 바람직하게는 엔진이 직접 분사식 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진으로 구성된다.
압력 저장기는 예를 들어 커먼 레일 연료 공급 시스템의 저장 스트립과 같은 고압 저장기로써 구성된다.
마지막으로, 본 발명의 목적의 다른 해결책으로써 서두에 언급한 엔진용 제어 장치를 기초로 하여, 제어 장치가 압력 저장기 내의 분사압을 엔진 온도에 따라 조정하는 것이 제안된다.
도1에는 본 발명에 따른 엔진이 전체적으로 참조 부호(1)로 표시된다. 엔진(1)은 실린더(3) 내에서 왕복 운동 가능한 피스톤(2)을 포함한다. 실린더(3)는 특히 피스톤(2), 흡기 밸브(5) 및 배기 밸브(6)를 통해 제한된 연소실(4)을 갖는다. 흡기관(7)은 흡기 밸브(5)에, 배기관(8)은 배기 밸브(6)에 연결된다.
흡기 밸브(5) 및 배기 밸브(6)의 영역 내에서, 분사 밸브(9) 및 점화 플러그(10)가 연소실(4) 내로 돌출한다. 연료는 분사 밸브(9)를 통해 연소실 내로 분사된다. 연료는 점화 플러그(10)에 의해 연소실(4) 내에서 점화될 수 있다. 따라서, 도시된 엔진(1)은 가솔린 직접 분사식(BDE) 엔진이다. 그러나, 본 발명은 디젤 엔진에서도 구현될 수 있다.
흡기관(7) 내에는 회전 가능한 스로틀 밸브(11)가 장착되며, 이를 통해 공기가 흡기관(7)에 공급될 수 있다. 공급되는 공기량은 스로틀 밸브(11)의 각도 위치에 따른다. 연료의 연소에 의해 발생되는 배기 가스 정화에 사용되는 촉매컨버터(12)가 흡기관(8) 내에 장착된다.
피스톤(2)은 연료가 연소실(4) 내에서 연소됨을 통해 왕복 운동으로 전환되며, 이 운동은 도시되지 않은 크랭크축에 전달되고 토크가 가해진다.
분사 밸브(9)를 통해 연소실(4) 내에 분사된 연료는 연료관(17)을 통해 고압 저장기(13)로부터 분사 밸브(9)에 도달된다. 엔진(1)은 도1에 도시된 실린더(3) 이 외에 5개의 다른 실린더를 포함하며, 이 실린더들에도 마찬가지로 도시되지 않은 고압 저장기(13)로부터 연료가 공급된다. 고압 저장기(13)는 커먼 레일 연료 분사 시스템의 저장 스트립으로 구성된다. 연료는 고압 저장기(13) 내에서 가변적인 분사압을 갖는다. 연료는 연료 탱크(14)로부터 예비 공급 펌프(15)에 의해, 연료를 고압 저장기(13)로 계속 공급하는 고압 펌프(16)로 공급된다. 압력 저장기(13) 내에 존재하는 분사압은 고압 펌프(16)의 적절한 제어를 통해 또는 압력 저장기(13) 내에 배치된 (도시되지 않은)압력 조절 밸브의 압력에 의해 유출될 수 있다.
엔진(1) 제어 장치(18)는 센서에 의해 측정된 엔진(1) 작동 변수를 나타내는 입력 신호(19)에 의해 작동된다. 예를 들어, 제어 장치(18)는 공기량 센서, 람다센서, 회전 속도 센서, 엔진 온도 센서 등과 연결된다. 제어 장치(18)는 액추에이터 또는 제어기를 통해 엔진(1) 특성에 작용할 수 있는 출력 신호(20)를 발생한다. 예를 들어, 제어 장치(18)는 분사 밸브(9), 점화 플러그(10), 스로틀 밸브(11) 및 고압 펌프(16) 등과 연결되어, 이들의 제어를 위해 요구되는 제어 신호를 발생시킨다.
특히 제어 장치(18)는 엔진(1) 작동 변수를 제어 및/또는 조절하기 위해 제공된다. 예를 들어, 분사 밸브(9)로부터 연소실(4)에 분사되는 연료량은 제어 장치(18), 특히 적은 연료 소비 및/또는 적은 유해 물질 방출을 고려하여 제어 및/또는 조절된다. 이러한 목적으로, 제어 장치(18)는 상술된 제어 및/또는 조절의 실행에 적절한 컴퓨터 프로그램이 실행될 수 있는 마이크로 프로세서(21)가 구비된다. 컴퓨터 프로그램은 기억 요소(22)에 기억된다. 기억 요소(22)는 예를 들어 전기적 기억 매체, 특히 플래쉬 메모리로 구성된다.
엔진(1)은 다수의 작동 모드로 작동될 수 있다. 따라서, 엔진(1)은 균질 작동, 성층 작동, 균질 희박 작동, 촉매 컨버터 가열 작동, 촉매 컨버터의 탈황 작동 또는 촉매 컨버터의 산화 질소 재생을 위한 작동으로 작동될 수 있다.
제어 장치(18)는 압력 저장기(13) 내에 존재하는 분사압을 제어 또는 조절한다. 이를 위해, 마이크로 프로세서(21)에서 실행 가능하고 본 발명에 따른 방법의 실행에 적절한 다른 컴퓨터 프로그램이 기억 요소(22)에 기억된다.
도2에는 본 발명에 따른 방법의 흐름도가 도시된다. 이는 기능 블록(30)에서 시작된다. 기능 블록(31)에서는 예를 들어 냉각수 온도(T') 또는 실린더 헤드 온도(T')를 기초로 하여 엔진(1) 온도가 결정된다.
그 다음, 기능 블록(32)에서는 엔진(1) 온도(T)에 따르는 보정 인자(k)가 결정된다. 기능 블록(33)에서는 보정된 분사 목표 압력(p_s)이 온도에 따른 보정 인자(k) 및 온도에 따르지 않는 분사압 목표값(p_s)의 결과물로부터 결정된다. 상기 보정된 분사압 목표값(p_s)은 압력 저장기(13) 내에 존재하는분사압(기능블록(34))의 제어부 또는 조절부에 공급된다. 따라서, 압력 저장기(13) 내에 존재하는 분사압은 보정된 분사압 목표값(p_s)으로 조절 또는 제어된다. 본 발명에 따른 방법은 기능 블록(35)에서 종료된다.
본 발명에 따른 방법을 통해, 압력 저장기(13)에 존재하는 분사압은 엔진(1) 온도(T)에 따라 상승되거나 또는 하강될 수 있다. 예를 들어, 상온 시동 후 또는 워밍업 단계 중과 같은 엔진(1)의 소정의 작동 상태에서 분사압은 상승된다. 추가로, 분사는 늦은 점화 시점으로 지연될 수 있다. 이를 통해, 상기 작동 상태 중에 배기 가스 내에 특히 낮은 탄화 수소(HC) 방출이 발생된다.
압력 저장기(13) 내에 상승된 분사압에 도달하기 위해, 촉매 컨버터(12)의 신속한 가열을 발생시키는 고압 펌프(16) 및 엔진(1)의 부하가 상승된다. 따라서, 상온 시동 후 또는 워밍업 단계 중에 효율적인 배기 가스 전환에 요구되는 작동 온도가 실질적으로 더 신속하게 도달된다.

Claims (13)

  1. 엔진(1)의 연소실(4) 또는 흡기관(7) 내로 분사되는 연료가 압력 저장기(13) 내에서 가변 분사압(P)을 갖는, 특히 차량의 엔진(1) 작동 방법에 있어서,
    압력 저장기(13) 내의 분사압(P)은 엔진(1) 온도(T)에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 분사 시점은 엔진(1) 온도(T)에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 엔진(1) 온도(T)가 엔진(1) 작동 온도 이하일 경우, 분사압(P)이 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 엔진(1) 온도(T)가 엔진(1) 작동 온도 이하일 경우, 분사 시점이 지연된 시점으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진(1) 온도(T)는 냉각수 온도(T') 또는 엔진(1)의 실린더 헤드 온도(T')를 기초로 하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 온도에 따르지 않는 분사압 목표값(p-s)에 작용하는, 엔진(1) 온도(T)에 따르는 보정 인자(k)가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 계산 장치, 특히 마이크로 프로세서(21)에서 실행 가능하며 제1항 내지 제6항의 실행에 적절한 컴퓨터 프로그램이 기억된, 특히 차량 엔진(1)의 제어 장치(18)를 위한 특히 롬, 램 또는 플래쉬 메모리와 같은 기억 요소.
  8. 계산 장치 특히, 마이크로 프로세서(21)에서 실행될 경우, 청구항 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법의 실행에 적절한 컴퓨터 프로그램.
  9. 제8항에 있어서, 기억 요소(22), 특히 플래쉬 메모리에 기억되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  10. 압력 저장기(13), 적어도 하나의 연소실(4) 및 적어도 하나의 흡기관(7)을 포함하며, 연료는 압력 저장기(13) 내에서 가변압(P)을 가지며 압력 저장기(13)로부터 흡기관(7) 내로 또는 연소실(4) 내로 직접 분사될 수 있는 엔진에 있어서,
    압력 저장기(13) 내의 분사압(P)이 엔진(1) 온도(T)에 따라 조정 가능한 것을 특징으로 하는 엔진.
  11. 제10항에 있어서, 압력 저장기(13) 내에 있는 연료를 엔진(1)의 연소실 내로 직접 분사하기 위한 적어도 하나의 분사 밸브(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  12. 제11항에 있어서, 압력 저장기(13)는 커먼 레일 연료 분사 시스템의 저장 스트립으로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  13. 압력 저장기(13), 적어도 하나의 연소실(4) 및 적어도 하나의 흡기관(7)을 포함하며, 연료는 압력 저장기(13) 내에서 가변압(P)을 가지며 연료는 압력 저장기(13)로부터 연소실(4) 내로 직접 또는 흡기관(7) 내로 분사될 수 있는 엔진(1)용 제어 장치에 있어서,
    압력 저장기(13) 내의 분사압(P)이 엔진(1) 온도(T)에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
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