KR20070007314A - 적응형 부하 분산 시스템 - Google Patents

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아리 사이크코넨
카야 포르틴
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바르실라 핀랜드 오이
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Abstract

본 발명은 내연 엔진에 관한 것으로, 엔진에 의해 수행되는 작업에 사용될 필요한 에너지를 제공하는 복수개의 실린더를 가진다. 본 발명에 의하면, 실린더 특성 노킹 모니터링은 엔진의 실린더들 간에 부하를 자동적으로 분배하기 위해 사용된다. 각 실린더들이 계속적으로 노킹할 때, 실린더의 안티노킹 제어 시스템은 실린더에 공급되는 연료량을 지속적으로 감소시키기 위한 것이다. 연료 공급의 감소에 의한 전체 출력의 하락이 모든 실린더에의 연료 공급을 증가시킴으로써 보상된다. 조정에 의해 제공되는 엔진의 새로운 작동값은 메모리에 저장되고, 새로운 레퍼런스 값으로서 이용된다.
내연엔진, 부하분산, 노킹

Description

적응형 부하 분산 시스템{ADAPTIVE LOAD BALANCING SYSTEM}
본 발명은 내연엔진에 관한 것으로, 엔진에 의해 수행되는 작업에 필요한 에너지를 제공하기 위한 복수개의 실린더를 구비한다. 특히, 본 발명은 내연 엔진용 제어시스템에 관한 것이다.
보다 작은 엔진 디자인을 제외한 내연엔진은 복수개의 실린더를 구비하고, 연료의 연소 작용으로 방출된 에너지는 기계적인 형태로 전환된다. 기계적인 형태로 전환된 에너지는 예를 들면, 선박 프로펠러를 회전시키는 것과 같은 내연엔진에 의해 수행되는 작업에 이용된다. 수행된/수행될 작업은 또한 부하라고 부른다. 따라서, 기계적인 에너지의 생산에 의해 각 실린더는 엔진 부하의 한 부분을 담당한다. 실린더 및 엔진의 전체 산출량은 일반적으로 출력으로 표현된다.
엔진 부하가 실린더들 사이에 균등하게 분배되는 것은 종래 기술로부터 알려져 있다. 예를 들면, 8개의 실린더를 가지는 엔진의 경우, 각 실린더는 전체 부하의 8개 부분을 조절한다. 그러나, 실제로 실린더 간의 부하 분배는 실린더들간에 차이가 있기 때문에 완전히 동일하지는 않다. 차이점은 실장공정 동안 나타나는 허용오차 및 몇 가지 불균형에 의한 것이다. 따라서, 실린더들은 각각 예를 들면, 연료, 공기 유속뿐만 아니라 온도에 대해서도 서로 다르다. 엔진의 시험 가동 중 에, 차이점들은 각각의 실린더에 대한 작동 설정을 수동으로 조절할 때 고려된다. 작동으로 인한 엔진 마모는 실린더들간의 부하 분배 상태를 바꿀 수 있고, 여기서 실린더에 대한 작동 설정의 수동 조정이 필요에 따라 반복될 필요가 있다. 부하 분배에 따라, 엔진은 최적 작동범위 내에서 작동되도록 만들어진다.
엔진 부하는 전체 작동시간 동안 반드시 일정하게 남아있는 것은 아니다. 예를 들면, 선박은 개방된 바다에서보다 항구 영역에서 더 느리게 조종된다. 그러므로, 엔진은 다양한 제어회로를 가지고, 그 목적은 엔진 작동이 원하는 모드(mode)에 있도록 만드는 것이다. 예를 들면, 엔진 부하가 변화할 때, 각 실린더에 공급되는 연료량은 이에 따라 조정된다. 원하는 모드로 엔진 작업을 하기 위해, 예를 들면 환경 상의 부하를 고려하면, 실린더의 특정한 분사 듀레이션(duration)의 측정이 보다 낮은 엔진 출력으로 조정되는 것에 기초하여 배기 가스의 온도가 측정된다. 목적은 실린더 노킹(knock)(특히 오토 사이클(Otto-cycle)엔진의 특징적인 특성) 및 미점화를 피하기 위한 것이다. 즉, 다양한 제어 주기와 협력하여, 가능한 주변 조건을 고려하면서 엔진을 최적 작동 모드로 유지하기 위한 것이다. 실린더들 간의 부하 분배와 같은 주변 조건에 따라, 엔진은 반드시 최고의 가능 작동범위 내에서 작동하는 것은 아니다.
상기한 바와 같이, 종래 기술과 관련된 한가지 문제는 실린더들 간의 부하 분배가 수동으로 행해질 필요가 있다는 것이다. 특히, 엔진이 노킹(knocking)할 때, 부하 분배가 문제이다. 현재의 부하 분산은 엔진 제어회로용 경계조건을 만들지만, 그것들은 이 문제를 해소할 수 없다. 수동 부하 분산은 서비스맨(service man)의 방문을 요구하고, 그러므로 엔진은 정비사가 방문할 때까지 현재의 부하 분산값을 가지고 작동해야만 하며, 이는 엔진에 별도의 부담이 된다.
본 발명의 목적은 앞서 언급한 문제를 제거하기 위한 것이다. 이 목적은 청구항범위에 기재된 것에 의해 달성된다.
본 발명의 아이디어는 엔진의 실린더들간에 자동으로 부하를 분배하기 위해 실린더 특유의 노크 감시를 사용하는 것이다. 종래 기술에 따른 광범위한(모든 실린더들에 대한 공통적인 연료 공급) 분사기간(duration)은 엔진의 속력/파워 제어기에 의해 조절된다. 속력/파워 제어기는 실린더에 공급되는 연료의 전체량의 기본적인 제어를 제공한다. 속력/파워 제어에 의해 변화하는 기본적인 연료량에 더하여, 실린더에 들어가는 연료량은 또한 실린더 특성(specific) 조정계수에 의해 영향을 받는다. 본 발명에 의하면, 실린더 특성 조정계수는 엔진의 초기 스타트-업에서 자기-적응형(self-adaptive)이다. 이 계수에 의해, 실린더들간의 차이가 고려된다.
각 실린더들이 연속해서 노킹을 시작할 때, 실린더의 안티(anti)노킹 제어 시스템은 실린더에 들어가는 연료량을 일시적으로 감소시키려고 한다. 동시에 실행된 연료공급의 감소는 실린더의 출력을 낮추고, 이는 결과적으로 엔진의 전체 파워 출력을 낮춘다. 이러한 전체 출력 파워의 감소는 모든 실린더에 대한 연료 공급의 증가에 의해 보상되며, 상기 실린더들은 보다 높은 전체 출력을 제공한다. 이러한 조정은 엔진의 속력/파워 제어기에 의해 실행된다. 노킹 실린더에의 감소된 연료 공급(짧아진 연료 분사기간)은 점차적으로 그것의 초기값으로 회복된다. 계속적인 노킹의 경우에, 노킹 실린더에 대한 실린더 특성 조정 계수는 계속적인 노킹을 제거하기 위해, 지속적으로 변경될 필요가 있다.
이것은 노킹 제어 시스템에 의해 변하는 조정 계수가 실린더에 대해 새로운 지속적인 조정 계수로 설정되는 것을 의미한다. 실린더에의 연료 공급(연료 분사 기간)이 충분하게 수차례 소정의 시간 간격(시간 윈도우) 내에 일시적으로 감소된 후에, 설정은 불변인 것이 된다. 조정에 의해 제공된 엔진의 새로운 작동값, 즉, 실린더 특성 조정 계수들은 메모리에 저장되고, 설정값과 같은 새로운 레퍼런스 값으로 사용된다. 따라서, 엔진은 자신을 새로운 조건에 적응시킨다.
이하에, 본 발명은 첨부된 도면을 참조로 설명된다.
도 1은 노킹 방지를 위해 사용된 노킹 마진의 예를 나타낸다.
도 2는 실린더 커버 및 실린더 특성 반(anti) 노킹 제어 시스템의 단순한 예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 의한 엔진용 제어 회로의 단순한 예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 의해 실린더들 간에 부하가 분배되는 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명에 의한 방법을 나타내는 예시적인 흐름도이다.
본 발명의 작동을 보다 명확하게 하기 위해, 그 자체로 알려진 실린더 특성 안티노킹 제어를 보다 상세하게 설명하는 것이 타당하다. 안티노킹 제어에 의해, 실린더 내에서 이른 연료 점화와 같은, 노킹 발생을 제거하는 것이 목적이다. 본 명세에서 주어진 예들은 가스 또는 연료 오일로 작동하는 내연 엔진에 관한 것이지만, 본 발명은 다른 형태의 오토-사이클 엔진에도 이용될 수 있다.
도 1은 도표의 일례를 도시하고, 여기서 실린더의 작동 범위는 공기-연료비와 점화 타이밍의 변수로서 나타낸다. 이 경우의 연료는 가스이다. 노킹 영역은 실선(1) 상에 위치한다. 실선(1)은 노킹 한계라고 부른다. 점선(2)은 실린더의 작동값을 나타낸다. 노킹 한계(1)와 점선 사이의 어떤 공기-연료비에서의 점화 시간의 차는 노킹 마진(M)이라 부른다. 노킹 마진의 목적은 실린더 내에서의 노킹 발생을 방지하는 것이다. 보통 2개인 복수개의 노킹 한계가 있고, 제1 한계의 목적은 실린더가 경미하게 노킹하는 것을 방지하기 위한 것이고, 다른 한계는 실린더 내에서 심한 노킹이 발생하는 것을 방지하는 것이다.
만약, 어떤 이유로 실린더가 노킹을 시작하면, 실린더에 공급되는 연료량과 같은 실린더에의 연료 흐름이 감소되고, 공기-연료비는 증가한다. 따라서, 실린더의 작동점은 도 1에서 오른쪽으로 이동, 즉 노킹 제한으로부터 멀리 떨어진다. 동시에, 노킹 마진이 증가한다. 실린더가 노킹을 멈추면, 정상적인 공기-연료비, 즉 점선(2)로 되돌아 올 수 있다.
도 2는 공지의 실린더 커버(21)의 단순화한 예를 도시한다. 실린더에 들어오는 공기는 공기 덕트(duct)(22)를 통해 흐른다. 또한, 덕트로의 연료는 연료 채널(27)을 통해 덕트에 분사된다. 연료는 파이프라인(25)를 따라 가스 탱크(24)로부터 가스 주입 밸브(26)로 전달되고, 이는 가스가 연료 채널(27) 내로 흐르도록 한다. 공기-연료 혼합물은 개방 위치에 있는 밸브(23)을 통해 실린더 챔버로 들어가게 된다. 도면은 또한 실린더 특성 제어 회로를 도시하고, 실린더에의 연료 공급은 조절되며, 따라서, 예를 들면 실린더 내에서 노킹 발생이 방지된다. 실린더 챔버 내에서, 예를 들면 압력 또는 진동이 목적에 적합한 센서(29)(압력 센서 또는 진동을 검출하기 위한 가속 센서)에 의해 측정된다.
측정 데이터는 제어 회로의 제어 부재(28)로 전달되고, 측정 데이터에 기초하여 실린더의 가스 주입 밸브(26)에 커맨드를 제공하고 전달한다. 커맨드에 기초해서, 가스주입밸브는 원하는 양의 가스가 연료채널(26)을 통해 공기덕트(22)로 흐르도록 한다. 또한, 도 2는 연료 오일을 위한 분사 부재를 도시한다.
도 3은 본 발명에 의한 엔진용 제어 회로의 간단한 예를 도시한다. 엔진의 각 실린더(31,32,33)는 실린더 특성 제어(안티노킹 제어를 포함)를 포함하고, 이는 도 2에 도시된다. 본 발명의 이 실시예에서, 실린더 특성 제어는 엔진 내의 경미한 노킹의 경우에 노킹이 악화되는 것을 피하도록, 즉 심한 노킹(heavy knocking)을 피하도록 작동한다. 실린더에 들어가는 연료량은 노킹이 멈출 때까지 매 5초마다 정상적인 연료 공급의 1%씩 감소한다. 그 후, 만약, 도 1의 도표에 기초하여 상황을 검토하면, 공기-연료 혼합비는 증가하고, 실린더의 작동점은 노킹 영역으로부터 멀리 이동한다. 최대 오프셋은 정상적인 상황에서 연료 공급량의 4%이고, 이는 노킹 시작으로부터 20초 내에 도달될 수 있다.
노킹이 멈춘 후에, 매 7초마다 1%씩 연료량을 증가시킴으로써 정상적인 연료 공급으로 실린더를 조정하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 만약 엔진이 -4%의 연 료 공급을 가지고 작동하면, 기껏해야 28초 내에 정상 상태로 되돌아 올 수 있다. 제어 회로의 정상 상태의 제어는 레퍼런스값 제어라고 부른다. 만약, 실린더가 엔진 내에서 심하게 노킹하면, 2개의 다른 연료를 사용할 수 있고, 가스 대신에 연료 오일을 이용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 실린더 특성 안티노킹 제어는 동시에 실린더들간의 부하 분배를 동일하지 않게 만들고, 이에 따라 엔진은 불리한 작동 범위에서 작동한다. 엔진은 보다 낮은 작동 효율에서 작동하고, 그것은 여분의 스트레스에 노출된다. 실린더 특성 레퍼런스 값은 엔진 부하 분배를 다시 정확하게 만들기 위해, 새로운 작동값을 수동으로 설정해야만 한다. 이것은 하나 또는 복수개의 실린더가 연속적으로 노킹 할 때, 특히 문제가 된다.
본 발명에 따른 해결책은, 엔진이 새로운 작동값(즉, 새로운 실린더 특성 제어값)을 매치하기 위해 실린더들간에 부하를 자동적으로 분산할 때, 엔진의 새로운 설정값이 만들어지는 데 있어, 실린더 또는 실린더들의 계속적인 노킹을 고려된다.
만약, 실린더 내의 경미한 노킹이 30분 이내에 적어도 20회 악화된다면(노킹은 30분 이내에 진정되는 경향을 가진다), 실린더에 공급되는 연료량은 지속적으로 감소된다. 실제로, 이는 예를 들면 정상 상태에서 실린더에의 연료공급이 실린더의 조정 계수에 의해 1% 또는 몇 %씩 지속적으로 감소됨을 의미한다. 새로운 연료량, 또는 반대로 그것을 특징짓는 작동값은 메모리에 저장되고, 그것들은 현재의 레퍼런스값을 대체한다. 따라서, 이로부터, 실린더는 새로운 레퍼런스 값에 의해 제어된다. 본 실시예에서, 최대 오프셋은 최초 연료 공급량의 -10%이다.
실린더의 새로운 레퍼런스 값은 실린더들 간의 부하 분배에 영향을 미친다. 엔진 부하(35)(도 3)은 노킹에도 불구하고 일정하게 머무르고, 여기서 엔진은 동일한 전력 레벨을 계속 제공할 필요가 있다. 제어 회로(28)는 엔진의 속력/전력 제어기(36)로부터 기본적인 연료 공급 제어를 받는다. 속력/전력 제어기(36)는 또한 제어 회로(28)에 통합될 수 있다.
만약, 예를 들면 하나의 엔진 실린더(31)가 새로운 레퍼런스 값을 주면, 그것에 의해 생성된 전력 P1은 감소될 것이다. 그러나, 실린더들의 전체 출력 P1+P2+Pn은 일정하게 머물러야 하고, 여기서 다른 실린더들에 의해 생성된 전력은 증가될 필요가 있다. 제어회로(28) 내에 포함된 분산 유닛(34)은 실린더들 간의 엔진 부하의 분배를 새로운 작동 값으로 조정한다.
분산유닛(34)은 실린더 특성 노킹 제어를 모니터링한다. 만약, 예를 들면, 엔진의 제1 실린더(31)가 계속적인 경미한 노킹을 나타내는 측정 데이터 R1을 전송하고, 실린더 특성 제어가 이것을 제거할 수 없으면, 그 후 분산 유닛은 실린더 (31)의 작동값을 지속적으로 바꾼다. 이 변화는 실린더 특성 조정 계수들의 상호비를 바꿈으로서, 실린더들간의 분산에 영향을 미친다. 또한, 다른 실린더들은 노킹 실린더에 의해 야기된 전력 손실을 보상해야 한다. 이 문제는 모든 실린더들에 대해 조정 계수를 적절하게 증가시킴으로써 해결되고, 이에 의해 노킹 실린더에 의해 야기된 전력 손실이 보상되거나 실린더들간의 분산이 유지된다.
이 방법에서, 분산 유닛(43)에 의해 제공된 실린더들의 새로운 작동값은 현재의 레퍼런스값으로 치환된다. 결국, 속력/전력 제어기(36)는 실린더들에 공급되 는 연료량의 최종적인 조정을 수행한다. 새로운 레퍼런스 값들이 제어 C1, C2, C3로서 엔진 실린더의 가스 주입 밸브에 전송된다. 실린더들(31,32,33)은 각각의 측정 데이터(R1,R2,R3)를 제어 회로에 정상적으로 전송한다.
도 4는 본 발명에 의한 실린더들 간의 부하 분배, 즉 실린더들의 분산을 나타내는 예시적인 도표이다. 분산은 분산 벡터의 이용에 기초를 둔다. 분산 벡터는 정상적인 연료량으로부터 실린더 특성 오프셋 계수, 즉 조정 계수를 포함한다. 따라서, 만약 실린더가 노킹하고, 거기에 연료 공급이 1%씩 감소한다면, 벡터 내의 실린더에 대한 계수는 최초 계수 -1이다. 벡터의 총합은 엔진 생산시 또는 엔진의 초기 스타트-업 시에 가능한 0에 가깝게 설정된다. 이제, 목적은 이 벡터 총합을 0 또는 0에 가깝게 유지하는 것이다. 실제로, 벡터 총합의 값은 어떤 범위로 주어진다.
계속해서 노킹하는 실린더의 음(-)의 계수는 이 범위의 초과를 야기하고, 동시에 실린더 특성 조정 계수들을 변화시킬 필요를 나타낸다. 벡터 총합의 분산값은 또한 0보다 다른 수치가 될 수 있음을 주지해야 한다. 그러나, 0의 이용은 계산이라는 관점에서 유리하다.
도 4의 예에서, 엔진은 4개의 실린더를 가진다. 각각의 그래프들(41,42,43 및 44)은 실린더들에 대한 조정 계수(및 동시에 속력/전력 제어기에 의해 성립된 연료량에 대한 설정값의 실린더 특성 연료량의 비율)를 나타낸다. 첫째로, 모든 실린더들에 대한 조정 계수들은 본 예시에서 0이다. 시간 구간 1 동안, 제1 실린더의 노킹 제어는 조정 계수를 -1씩 감소시키고, 이는 그래프(41)에 도시된다. 시 간 구간 2 동안, 제2 실린더의 노킹 제어는 조정 계수를 -1씩 감소시키고, 이는 그래프(42)에 도시된다. 노킹 실린더들은 노킹을 계속하고, T1의 시간에 지속적으로 노킹하는 실린더들에 대한 계수는 지속적으로 변한다.
동시에, 모든 실린더들에 대한 계수는 노킹 실린더에 의해 야기된 엔진의 전력 생성에서 전력 손실을 보상하기 위해 지속적으로 1씩 증가된다. 결론적으로, 실린더들에 대한 조정 계수들간의 분산은 이제 노킹하는 실린더들을 고려하여 유지된다.
시간 구간 5 동안, 제1 실린더 및 제3 실린더는 노킹을 시작하고, 이는 각각 실린더 특성 노킹 제어의 반응으로서 그래프(41 및 43)에 의해 도시된다. 이 실린더들의 노킹은 시간 구간 6 동안에 더욱 악화된다. T2의 시간에, 지속적으로 노킹하는 제1 및 제3 실린더들에 대한 계수는 지속적으로 변한다. 동시에, 모든 실린더들에 대한 계수들은 노킹 실린더들에 의해 야기된 엔진의 전력 생성의 전력 손실을 보상하기 위해, 1씩 지속적으로 증가된다.
시간 구간 8 동안에, 제1 실린더 및 제3 실린더는 다시 노킹을 시작하고, 실린더 특성 노킹 제어는 반복한다. 시간 구간 9동안에, 제2 실린더는 노킹을 시작하고, 노킹 제어는 반복한다. 시간 T3에서, 노킹하는 제1 및 제3 실린더에 대한 계수들은 지속적으로 변하고, 모든 실린더들에 대한 계수들은 노킹 실린더들에 의해 야기된 엔진의 전력 생성의 전력 손실을 보상하기 위해 다시 1씩 지속적으로 증가된다. 이후에, 실린더들 내에는 더 이상 노킹이 발생하지 않고, 실린더들은 마지막 설정 및 저장된 작동값에 의해 제어된다. 도 4는 하나 또는 몇 개의 실린더들 이 지속적으로 노킹을 시작하면, 엔진이 새로운 상황에 적응하는 방법을 도시한다.
도 5는 본 발명에 의한 방법을 도시하는 예시적인 흐름도이다. 흐름도는 방볍의 주요 특징을 도시한다. 본 방법에서, 안티노킹 제어 시스템에 의해 제공된 실린더 특성 측정 데이터를 이용하여, 실린더가 계속적으로 노킹하는지를 알아내기 위해 각각의 실린더는 각각 모니터링된다(51). 계속적으로 노킹하는 실린더에의 연료 공급은 지속적으로 감소된다(52). 상기 연료 공급의 감소에 의한 엔진의 전체 출력의 변화는 엔진의 전체 실린더에 연료 공급을 증가시킴으로써 보상된다(53). 새로운 실린더 특성 연료 공급값은 저장되고(54), 엔진의 실린더 특성 설정값으로 설정된다(55). 엔진의 속력/전력 제어는 엔진의 실린더들에 공급된 연료량의 최종적인 조정을 조절한다.
예를 들면, 실린더 특성 모니터링에서, 소정의 시간 구간 내에 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템이 노킹 실린더에의 연료 공급을 감소시키기 위해 적어도 하나의 제어 주기를 지속하는 조정을 시작할 필요가 있는지를 카운팅(counting)함으로써, 계속적인 노킹이 발견된다. 노킹 감소를 위한 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템의 제어 주기는 예를 들면, 5초이다. 예를 들면, 실린더에의 연료 공급은 측정 데이터에 응답하여 매 5초마다 1%씩 감소된다. 노킹이 멈출 때, 안티노킹 제어 시스템은 실린더에 인가된 레퍼런스 연료 레벨에 도달하기 위해 매 7초마다 1%씩 연료 공급을 증가시키는 것을 목적으로 한다. 시간이 카운팅되는 동안, 시간주기는 예를 들면 20-40분이다.
실린더가 카운팅에서 어떤 수의 시간에 도달할 때,계속적인 노킹으로 규정된 다. 어떤 수의 시간은 예를 들면 15-25번이다. 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템의 제어 주기 및 상기 카운팅에 대한 시간 주기는 또한 상기한 값과는 다른 듀레이션을 가진다.
본 발명에 따른 방법의 일실시예에서, 분산 벡터가 실린더 특성 연료 공급 계수를 포함하여 보상에 이용되고, 목적은 벡터 총합을 0 또는 0에 가깝게 유지하는 것이다. 여기서, 하나의 계수의 감소의 효과는 다른 계수 또는 복수의 다른 계수들을 증가시킴으로써 보상된다.
본 발명에 의한 방법이 적용되는 엔진이 배기 가스 온도의 실린더 특성 측정에 설치되면, 방법은 여분의 단계를 포함하고, 여기서, 실린더에 제공된 연료량은 배기 가스의 온도를 측정하는 동안 특성 레벨 또는 그 이하로의 온도의 떨어짐에 반응하여 증가된다. 배기 가스의 온도가 예를 들면 평균보다 60도 이하일 때, 연료량은 1%씩 또는 다른 적절한 정도로 증가된다.
주로 가스를 연료로 이용하는 상술한 방법이 엔진에 적용된다. 엔진 내에서, 가스 외에 경유 연료가 연료로서 사용될 수 있고, 만약 실린더가 심하게 노킹하면, 실린더로 흐르는 가스는 연료 오일로 대체된다.
본 발명에 의한 분산 유닛(34)는 본 발명에 의한 방법의 각각의 실시예를 측정하기 위해 채택되고, 측정들은 상술한 내용 및 청구범위에 설명된다. 분산 유닛은 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템에 연결될 수 있다. 또한, 분산 유닛의 다른 응용들은 또한 엔진의 다른 제어 시스템들에 연결될 수 있다. 엔진의 제어 시스템은 중앙집중화되거나 분산화된 시스템이 될 수 있음은 공지이다. 안티노킹 제어 시스템은 예를 들면 제어 시스템의 나머지로부터 분리된 소자이거나, 전체 제어 시스템의 필수적인 부분이 될 수 있다. 또한, 분산 유닛은 개별적인 유닛이거나, 엔진의 남아있는 제어 시스템에 통합될 수 있다.
분산 유닛은 회로 기판과 같이 그 자체로 물리적인 독립체가 되도록 구현되거나, 엔진의 제어 시스템의 메모리에 저장된 독립체인 프로그램에 의해 구현될 수 있다. 또한, 프로그램은 엔진의 제어 시스템 및 안티노킹 제어 시스템에 연결가능한 개별적인 데이터 입력 장치 내에 저장될 수 있다. 프로그램은 엔진의 제어 시스템 내에서 작동할 때 본 발명에 따른 임무를 실행한다.
본 발명에 의한 방법 및 장치에 의해, 엔진의 출력은 계속적으로 노킹하는 실린더들을 고려하기 위해 실린더들 간에 채택가능하게 균등화한다. 결과적으로, 전체 엔진은 종래 기술의 해결책에 의해 가능한 것보다 높은 작동 효율에서 작동한다. 따라서, 엔진의 수명 또한 연장되고, 보수관리 측정 횟수를 줄일 수 있다.
상기 예들에서 비추어 볼 때, 본 발명에 의한 어플리케이션은 다양한 기술적 인 해결책을 이용함으로써, 실현될 수 있다. 본 발명은 본 명세에서 설명한 예들에만 국한되지 않고, 복수의 다양한 실시예가 본 발명의 사항의 범위 내에서 구현될 수 있음은 명백하다.

Claims (20)

  1. 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템이 제공된 엔진의 실린더들 간의 내연 엔진의 부하 분산 방법으로서,
    상기 안티노킹 제어 시스템에 의해 제공된 실린더 특성 측정 데이터를 이용하여, 상기 실린더가 계속적으로 노킹하는가를 찾기 위해 각 실린더를 모니터링하는 단계;
    노킹이 계속되면, 노킹 실린더에 제공되는 연료량을 지속적으로 감소시키는 단계;
    상기 엔진의 전체 실린더에의 연료 공급을 증가시켜 상기 연료공급의 감소에 의해 야기된 엔진의 전체 출력 변화를 보상하는 단계;
    새로운 실린더 특성 연료 공급값을 저장하는 단계; 및
    상기 새로운 실린더 특성 연료 공급값을 엔진의 실린더 특성 설정값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 부하 분산 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더 특성 모니터링 단계에서, 소정의 시간 구간 내에 상기 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템이 상기 노킹 실린더에 제공되는 연료량을 감소시키기 위해 적어도 하나의 제어 간격에서 지속하는 조정을 개시해야 하는 횟수가 카운팅되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 횟수가 계수되는 동안, 상기 시간 구간은 20-40분인 것을 특징으로 하는, 부하분산방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 카운팅에서 소정 횟수에 도달하면, 실린더가 계속적으로 노킹하는 것으로 규정되는 것을 특징으로 하는, 부하분산방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 카운팅에서 도달된 상기 소정 횟수가 15~25회인 것을 특징으로 하는, 부하분산방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보상 단계에 있어서, 벡터 총합을 분산값 또는 분산값에 근사하게 유지하기 위해, 실린더 특성 연료 공급계수들을 포함하는 분산 벡터가 이용되고, 하나의 계수의 감소 효과는 모든 실린더들에 대한 계수를 증가시킴으로써 보상되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배기 가스 온도를 측정하는 실린더 특성을 구비한 엔진에 대해, 상기 배기 가스 온도를 측정하는 동안, 온도 하락이 어떤 레벨 또는 그 이하로 떨어지는 것에 응답하여 상기 실린더에 공급되는 연료량을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 부하 분산방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연료량은 상기 배기 가스의 온도가 평균보다 60도 이하일 때, 1%씩 증가되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템 내에서, 상기 실린더에 공급된 연료량은 측정 데이터에 응답하여 매 5초마다 1%씩 감소되거나, 매 7초마다 1%씩 증가되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료는 가스인 것을 특징으로 하는, 부하 분산방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 엔진은 가스 외에 경유 연료가 연료로 이용될 수 있고, 상기 엔진에 의해 이용되는 가스는 상기 실린더가 심하게 노킹할 때, 연료 오일로 대체되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산방법.
  12. 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템이 제공된 엔진의 실린더들간의 내연 엔진내의 부하 분산 장치로서,
    상기 장치는 상기 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템에 연결가능한 분산 유닛을 포함하고, 상기 장치는 청구항 1에 의한 방법에 따라 측정하도록 조정되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 장치에 의해 수행되는 실린더 특성 모니터링에 있어서, 소정의 시간 구간 동안에 상기 실린더 특성 안티노킹 제어 시스템이 노킹 실린터에 공급되는 연료량을 감소시키기 위해, 적어도 하나의 제어 구간을 지속하는 조정해야 하는 횟수가 카운팅되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 횟수가 카운팅되는 동안, 상기 시간 구간은 20~40분인 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 장치는 소정 횟수가 카운팅에 도달할 때, 상기 실린더가 계속해서 노킹 하는 것으로 규정하는 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 카운팅에 도달하는 상기 소정 횟수는 15-25회인 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보상단계에서, 분산 벡터가 실린더 특성 연료 공급 계수를 포함하여 이용되고, 분산값 또는 분산값에 가까운 값으로 벡터 총합을 유지하기 위해, 모든 실린더에 대한 계수를 증가시킴으로써, 하나의 계수의 감소의 효과가 보상되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  18. 제 12 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연료는 가스인 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 엔진 내에서, 가스 외에 연료 오일이 연료로서 이용될 수 있고, 상기 엔진에 의해 이용되는 상기 가스는 상기 실린더가 심하게 노킹할 때, 연료 오일로 대체되는 것을 특징으로 하는, 부하 분산장치.
  20. 내연 엔진의 제어 시스템에 연결가능한 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램이 작동할 때, 청구항 1에 의한 측정을 하도록 채택된 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 프로그램.
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