KR20070057090A - 내연 기관 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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마르틴 크빌롱
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Abstract

본 발명은 연료 공급 장치를 포함하는 내연 기관에 관한 것이다. 상기 연료 공급 장치는 저압 회로를 포함하며, 이러한 저압 회로에는 저압 펌프, 및 입력측에서 저압 회로에 연결되며 연료 어큐뮬레이터로 연료를 운반하는 고압 펌프가 제공된다. 저압 펌프의 연료 운반 유동은 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 실제의 앞서 미리정해진 공칭값(FUP SP)에 따라 보정된다.

Description

내연 기관 제어 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 연료 전달 장치의 도움으로 내연 기관을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 연료 전달 장치는 저압 펌프가 제공되는 저압 회로, 및 입력 측 상에서 저압 회로에 연결되며 연료 어큐뮬레이터 안으로 연료를 전달하는 고압 펌프를 포함한다.
상술한 유형의 연료 전달 장치가 독일특허 제 101 62 989 C1호에 개시되어 있다. 내연 기관의 분사 시스템에 대한 조정가능한 연료 펌프를 조절하기 위한 회로 배열도 추가로 개시되어 있는데, 이러한 회로 배열에는 연료 압력의 원하는 값을 연료 압력의 실제값과 비교하며, 이들 2개의 값 사이의 차의 함수로서 연료 펌프의 전달 속도에 대한 조정값을 결정하는 제어기가 제공된다. 또한, 파일럿 제어 유닛(pilot control unit) 및 가산기 유닛(adder unit)이 제공된다. 가산기 유닛은 연료 펌프의 전달 속도를 조절하기 위해 파일럿 제어값 및 조정값으로부터 제어 신호를 결정한다. 이 파일럿 제어 유닛은 원하는 전달 체적의 함수로서 파일럿 제어값을 결정한다.
본 발명의 목적은 단순한 방법으로 내연 기관의 신뢰성 있는 제어를 제공할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적은 여기에 첨부된 청구의 범위의 제1항에 기재되는 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 유리한 실시예는 종속항에 특정되어 있다.
본 발명은 연료 전달 장치의 도움으로 내연 기관을 제어하는 방법 및 장치를 특징으로 한다. 상기 연료 전달 장치는 저압 펌프가 제공되는 저압 회로, 및 입력 측 상에서 저압 회로에 연결되며 연료 어큐뮬레이터 안으로 연료를 전달하는 고압 펌프를 포함한다. 저압 펌프의 연료 전달 유량은 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값의 함수로서 보정된다.
이것의 장점은, 저압 펌프의 연료 전달 유량이, 연료 압력의 미리정해진 설정점 값의 감소로 인해 고압 펌프에 의해 저압 회로로부터 연료 어큐뮬레이터 안으로 전달되거나 또는 연료 어큐뮬레이터로부터 저압 회로 안으로 배출되는 보다 작은 양의 연료, 또는 연료 압력의 미리정해진 설정점 값의 증가로 인해 고압 펌프에 의해 저압 회로로부터 연료 어큐뮬레이터 안으로 전달되는 추가량의 연료를 고려하도록 제어될 수 있다는 점이다. 이러한 방법으로, 저압 회로 내부의 연료 압력의 원하지 않는 증가 또는 감소를 회피할 수 있다.
연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값을 고려함으로써, 저압 펌프의 연료 전달 유량이 실제로 지연없이 보정될 수 있다. 이러한 방법으로, 저압 펌프 또는 감압 밸브와 같은 저압 회로 내의 성분들이 용이하게 과부하 없이 유지되어 손상으로부터 보호될 수 있다. 이것은 연료 전달 장치가 특히 신뢰성 있게 만든다.
연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값은 바람직하게, 균등질 또는 겹친 작동의 함수로서, 또는 예컨대, 분사가 요구되는 연료 질량 또는 엔진 속도의 함수와 같은 내연 기관의 작동 모드 또는 작동 변수의 함수로서 결정된다.
연료 압력의 이전의 미리정해진 설정점 값은, 연료 압력의 현재의 미리정해진 설정점 값의 약간의 시간 이전에 결정되었고 예컨대 연료 압력의 설정점 값의 마지막 이전의 고정 상태에서 결정되었던 연료 압력의 미리정해진 설정점 값이다.
연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력은 바람직하게 연료 압력의 현재의 미리정해진 설정점 값의 함수로서 제어 장치에 의해 조정된다.
본 발명의 유리한 실시예에서, 저압 펌프의 연료 전달 유량의 보정은 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값의 함수로서 기동된다. 이것의 장점은, 저압 펌프의 연료 전달 유량이 필요한 경우에만 보정된다는 점이다. 바람직하게로는 저압 펌프의 연료 전달 유량의 보정은, 연료 압력의 미리정해진 설정점 값의 커다란 양이 변화되는 경우, 즉, 예컨대 연료 압력의 현재와 이전의 미리정해진 설정점 값들 사이의 차의 양이 약 100 바아(bar)일 때, 또는 연료 압력의 현재와 이전의 미리정해진 설정점 값 사이의 비가 약 50%에 이를 때 시작된다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 저압 펌프의 연료 전달 유량의 보정이 기동될 때 제1 보정값이 결정된다. 이러한 제1 보정값은 현재 및 이전의 양의 함수로서 결정되며, 이러한 양은 고압 펌프의 연료 전달 유량을 나타내며, 각각의 경우에, 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 현재의 미리정해진 설정점 값의 함수로서 연료 전달 유량이 설정된다. 저압 펌프의 연료 전달 유량은 제1 보정값의 함수로서 보정된다.
본 발명은, 고압 펌프의 연료 전달 유량이 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 현재의 미리정해진 설정점 값의 함수로서 각각의 경우에 제어되거나 조정된다는 사실과, 그리고 고압 펌프의 연료 전달 유량이 연료 압력의 미리정해진 설정점 값에서의 변화 이후에 어떻게 변화되는 지에 대한 정보가 현재 및 이전의 양들에 포함된다는 사실을 이용한다. 이러한 정보는 저압 펌프의 연료 전달 유량으로 적절히 조정하기 위해 상당히 용이하게 사용될 수 있다. 고압 펌프의 연료 전달 유량을 나타내는 양은 고압 펌프의 연료 전달 유량을 설정하기 위한 보정 신호일 수 있거나, 또는 센서에 의해 포착된 측정 변수의 측정된 값 또는 추정량과 동일할 수 있다.
이와 관련해서, 제1 보정값이 저압 펌프의 연료 전달 유량에 대한 보정의 기동 바로 다음에 미리정해진 간격 후에 중립값으로 할당된다면 유리하다. 이것은 저압 펌프의 연료 전달 유량에 대한 보정이 제 시간으로 제한되며, 그렇지 않다면 저압 회로 내의 연료 압력을 위해 필요한 바 대로 제공될 수 있는 임의의 제어 또는 조정에 있어서 간섭이 없다는 점에서 유리하다.
이와 관련해서, 저압 펌프의 연료 전달 유량의 보정이 기동되는 동안, 제1 보정값과 동일한 현재의 제2 보정값을 결정한다는 것이 추가의 장점이다. 현재의 제2 보정값은 현재의 제2 보정값이 중립값을 가질 때 까지 저압 펌프의 연료 전달 유량의 보정이 기동되지 않는 경우 이전의 제2 보정값과 재설정값 사이의 차의 함수로서 추가로 결정된다. 저압 펌프의 연료 전달 유량은 제2 보정값의 함수로서 보정된다. 이것은 저압 회로 내의 연료 압력에 대해 필요한 바 대로 제공될 수 있는 임의의 제어 또는 조정 수단이, 저압 펌프로부터의 연료 전달 유량의 보정이 비활성화되었을 때, 저압 펌프로부터의 연료 전달 유량에서의 크고 산만한 변화를 방지함으로써 오버로드로부터 벗어난다는 장점을 갖는다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서, 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값의 함수로서, 저압 펌프의 연료 전달 유량에 대한 보정이 기동될 때, 제3 보정값을 결정한다. 이 제3 보정값은 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값의 함수로서 결정된다. 저압 펌프의 연료 전달 유량은 상기 제3 보정값의 함수로서 보정된다. 따라서, 저압 펌프의 연료 전달 유량의 보정은 특히 단순하다. 상기한 종류의 보정은 일정한 엔진 속도에서 고압 펌프의 연료 전달 유량을 변화시키기 위해 이용가능한 제어 요소가 없는 경우일지 라도 이루어질 수 있다.
이와 관련하여, 엔진 작동 맵으로부터 제3 보정값이 결정되는 것이 유리하다. 이것은 제3 보정값을 결정하는 것이 용이하고 필요한 계산 부하가 작다는 점에서 유리하다.
도 1은 연료 전달 장치를 갖춘 내연 기관을 도시하는 도면이다.
도 2는 연료 어큐뮬레이터 내의 연료 압력을 조정하기 위한 제어 장치의 블록도이다.
도 3 및 도 4는 저압 펌프의 연료 전달 유량을 결정하기 위한 프로그램의 제 1 실시예에 대한 플로우챠트이다.
도 5는 저압 펌프의 연료 전달 유량을 결정하기 위한 프로그램의 제 2 실시예에 대한 플로우챠트이다.
모든 도면에 걸쳐 동일한 구성 또는 기능을 갖는 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용한다.
내연 기관(도 1)은 흡입 덕트(1), 엔진 블록(2), 실린더 헤드(3) 및 배출 덕트(4)를 포함한다. 엔진 블록(2)은 피스톤 및 커넥팅 로드를 구비하는 복수의 실린더를 포함하며, 이들 피스톤은 커넥팅 로드를 통해 크랭크샤프트(21)에 연결된다.
실린더 헤드(3)는 가스 입구 밸브, 가스 출구 밸브 및 밸브 작동 메카니즘을 갖는 밸브 트레인 조립체를 포함한다. 실린더 헤드(3)는 분사 밸브(34) 및 스파크 플러그를 더 포함한다.
연료 전달 장치(5)가 또한 제공된다. 상기 연료 전달 장치(5)는 제1 연료 라인을 통해 저압 펌프(51)에 연결되는 연료 탱크(50)를 구비한다. 저압 펌프(51)는 그 출력측 상에서 고압 펌프(54)의 입구(53)에 유효하게 연결된다. 또한 저압 펌프(51)의 출력측 상에는 감압 밸브(52)가 제공되는데, 이 감압 밸브(52)는 그 출 력측 상에서 다른 연료 라인을 통해 연료 탱크(50)에 연결된다. 저압 펌프(51), 감압 밸브(52), 제1 연료 라인, 다른 연료 라인 및 입구(53)는 저압 회로를 형성한다.
저압 펌프(51)는, 내연 기관이 작동될 때, 압력이 미리정해진 최소값 아래로 떨어지지 않는 것을 보장하기 위해 상기 저압 펌프(51)가 항상 충분한 양의 연료를 전달할 수 있을 정도로 구성되는 것이 바람직하다.
입구(53)는 출력측 상에서 연료 어큐뮬레이터(55) 안으로 연료를 운반하는 고압 펌프(54) 안으로 연결된다. 일반적으로 고압 펌프(54)는 캠샤프트에 의해 구동된다. 따라서, 크랭크샤프트(21)가 일정 속도로 구동하면, 고압 펌프(54)는 연료 어큐뮬레이터(55)에 일정량의 연료를 전달한다.
분사 밸브(34)는 연료 어큐뮬레이터(55)에 유효하게 연결된다. 따라서, 연료 어큐뮬레이터(55)를 통해 분사 밸브(34)에 연료가 공급된다.
고압 펌프(54)의 상류에는 체적 유량 제어 밸브(56)가 설치되는데, 이 체적 유량 연료 제어 밸브(56)는 고압 펌프(54)에 공급되는 유량을 설정할 수 있게 한다. 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)은 체적 유량 제어 밸브(56)를 적절하게 제어함으로써 설정될 수 있다. 체적 유량 제어 밸브(56)는 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량을 제어하는 서보 드라이브이다. 체적 유량 제어 밸브(56)는 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)의 함수로서 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량을 제어한다. 상기 보정 신호는 펄스-폭 변조 전류일 수 있으며, 이때, 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량은 펄스 폭의 함수이다. 따라서, 고압 펌 프(54)의 보정 신호(PWM_HP)는 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량을 나타내는 양이다.
체적 유량 제어 밸브(56) 및 고압 펌프(54)의 대안으로서, 대신에 예컨대, 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량이 촉발 각도(triggering angle)에 따라 좌우될 수 있다. 이 촉발 각도는 고압 펌프(54)가 크랭크샤프트의 모든 회전에 대해 연료 어큐뮬레이터(55) 안으로 연료를 전달하기 시작하는 크랭크샤프트 각도에 대응한다. 크랭크샤프트가 미리정해진 크랭크샤프트 각도에 도달하는 각각의 경우에 연료의 전달을 종료한다. 이 경우에, 촉발 각도는 고압 펌프(54)로부터의 연료 전달 유량을 나타내는 양이며, 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)는 예컨대 촉발 각도이다.
고압 펌프(54)로부터의 연료 전달 유량을 나타내는 양은 또한 결정, 포착 또는 미리결정된 내연 기관의 작동 변수들의 함수로서 결정되는 추정량일 수 있다. 동일한 방법으로, 측정 변수가 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량인 센서가 제공될 수 있다. 이때, 이러한 측정 변수의 측정값은 고압 펌프(54)로부터의 연료 전달 유량을 나타낸다.
연료 전달 장치(5)에는 대안으로 또는 추가로 전기기계식 압력 조절기(57)가 제공되는데, 이 전기기계식 압력 조절기(57)는 연료 어큐뮬레이터(55) 상에 배열되며 저압 회로 안으로의 복귀 라인이 제공된다. 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)은 전기기계식 압력 조절기(57)를 적절하게 제어함으로써 설정될 수 있다. 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력이 전기기계식 압력 조절기(57)를 적절하게 제어함으로써 미리결정되는 연료 압력보다 크다면, 전기기계식 압력 조절기(57)가 개방되고 연료 어큐뮬레이터(55)로부터 저압 회로 안으로 연료가 유출된다.
체적 유량 제어 밸브(56)는 또한 고압 펌프(54) 안으로 통합될 수 있다. 전기기계식 압력 조절기(57) 및 체적 유량 제어 밸브(56)에는 공통 서보 드라이브가 배치될 수 있다.
저압 펌프(51)의 연료 전달 유량은 저압 펌프(51)의 보정 신호(PWM_LP)에 따라 좌우되며, 이것은 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)가 펄스-폭 변조 전류일 수 있으며 이때 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량이 그 펄스 폭의 함수인 것과 동일한 방법이다.
내연 기관에는 또한 제어 장치(6)가 제공될 수 있으며, 차례로 제어 장치(6)에는 상이한 측정 변수들을 포착하고 각각의 측정 변수의 측정값을 결정하는 복수의 센서가 제공된다. 측정 변수들 중 하나 이상의 측정 변수에 따라, 제어 장치(6)는 제어 변수들을 결정하는데, 이 제어 변수들은 대응하는 서보 드라이브의 도움으로 제어 요소들을 조절하기 위한 대응하는 보정 신호들로 변환된다.
상기 센서들은 예컨대, 풋 페달(foot pedal)의 위치를 포착하는 페달 위치 표시기, 크랭크샤프트 각도를 포착하며 회전 속도가 할당되는 크랭크샤프트 각도 센서, 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력에 대한 실제값(FUP_AV)을 포착하는 제1 연료 압력 센서(58), 및 저압 회로 내의 연료 압력에 대한 실제값을 포착하는 제2 연료 압력 센서(59)일 수 있다.
제어 요소는 예컨대, 가스 입구 밸브 또는 가스 출구 밸브, 분사 밸브(34), 스파크 플러그, 스로틀 밸브, 저압 펌프(51), 체적 유량 제어 밸브(56) 또는 전기기계식 압력 조절기(57)의 형태일 수 있다.
내연 기관은 또한 대응하는 제어 요소들이 배치될 수 있는 추가의 복수의 실린더를 구비하는 것이 바람직하다.
도 2는 연료 전달 장치(5)의 제1 작동 모드 동안 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력을 조정하기 위해 사용될 수 있는 제어 장치의 블록도를 도시한다. 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력은 저압 회로로부터 연료 어큐뮬레이터(55) 안으로 고압 펌프(54)에 의해 운반되는 연료의 설정량에 의존한다. 연료량은 연료 질량 또는 연료 체적일 수 있다. 운반되는 연료의 양은 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량에 의존하며, 상기 연료 전달 유량은 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)에 의해 설정된다.
내연 기관의 연소실 안으로 분사되는 것 보다 많은 연료가 연료 어큐뮬레이터(55) 안으로 전달된다면, 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력이 상승한다. 내연 기관의 연소실 안으로 분사되는 것 보다 적은 연료가 연료 어큐뮬레이터(55) 안으로 전달된다면, 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력은 그에 대응하여 하강한다.
연료 전달 장치(5)의 제2 작동 모드에서, 체적 유량 제어 밸브(56)는 폐쇄되는 것이 바람직하다. 필요한 경우 체적 유량 제어 밸브(56)를 통해 상당히 적은 유동만이 흘러 나온다. 체적 유량 제어 밸브(56)가 연료 전달 장치(5)에서 사용가능하지 않고 고압 펌프(54)가 크랭크샤프트(21)의 각각의 회전에 의해 저압 회로로 부터 연료 어큐뮬레이터(55) 안으로 실제로 동일한 양의 연료를 전달한다면, 제2 작동 모드가 사용될 수도 있다. 전기기계식 압력 조절기(57)가 폐쇄되고 연료 어큐뮬레이터(55) 안으로 전달되는 것 보다 적은 연료가 내연 기관의 연소실 안으로 분사된다면, 전기기계식 압력 조절기(57)가 개방되고 입구(53) 안으로 연료를 재인도할 때 까지 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력이 상승한다. 이것은 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력을 연료 압력에 대한 설정점 값(FUP_SP)까지로 제한한다.
연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)과 연료 압력의 실제값(FUP_AV) 사이의 차는 제어 차(control difference)(FUP_DIF)를 결정하는데 사용된다. 이 제어 차(FUP_DIF)는 블록(B1) 내의 제어기로 공급된다. 이 제어기는 PI 제어기로서 구성되는 것이 바람직하다. 블록(B1)에서 제어값(MFF_FB_CTRL)이 형성된다. 사전제어값(MFF_PRE)을 결정하기 위해 블록(B2)에서 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)과 연료 압력의 실제값(FUP_AV)이 사용된다. 이러한 사전제어값(MFF_PRE), 제어값(MFF_FB_CTRL) 및 분사되는 연료 질량(MFF_INJ)은 함께 전달되는 연료 질량(MFF_REQ), 바람직하게는 실린더 세그먼트 당 전달되는 연료 질량으로 합산된다.
블록(B3)에서는, 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)를 결정하기 위해, 전달되는 연료 질량(MFF_REQ), , 세그먼트 간격(T_SEG_AV) 및 보정 변수(COR)를 사용한다. 바람직하게, 전달되는 연료 질량(MFF_REQ)을 세그먼트 간격(T_SEG_AV)으로 나누고, 이 값에 보정 변수(COR)로부터 결정된 보정 인자, 특히 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 밀도를 곱한다. 세그먼트 간격(T_SEG_AV)은 크랭크샤프트(21)의 1회전을 위해 필요한 시간을 내연 기관 내의 실린더의 개수의 절반으로 나눈 값과 동일한데, 이러한 이유는 동일한 실린더 안으로의 분사가 크랭크샤프트(21)의 매 2번째 회전에만 발생하기 때문이다. 보정 변수(COR)는 예컨대 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 밀도 및/또는 연료 온도를 포함한다.
블록(B4)은 도 5에 도시된 연료 전달 장치(5)를 나타낸다. 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)는 블록(B4)에 대한 입력 변수이다. 블록(B4)의 출력 변수는 예컨대 제1 연료 압력 센서(58)에 의해 포착된 연료 압력의 실제값(FUP_AV)이다.
연료 전달 장치(5)의 제2 작동 모드를 위한 대응하는 제어 장치가 제공될 수 있는데, 여기서 전기기계식 압력 조절기(57)에 대한 보정 신호가 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력을 제어하기 위해 발생된다.
연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력이 감소된다면, 압력 감소에 후속하여 우세하게 되는 보다 낮은 연료 압력과 비교되는 이전의 보다 높은 연료 압력에서의 체적 내에 추가로 저장된 연료 질량의 일부는 연료의 압축성으로 인해 해제된다. 상기 연료 질량은, 압력 감소 전후로의 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력 사이의 압력차, 연료 어큐뮬레이터(55) 내에 충전된 연료의 체적, 연료 밀도, 및 연료의 압축성에 좌우된다.
충분한 연료가 연료 분사 프로세스에 의해 연료 어큐뮬레이터(55)로부터 내연 기관의 연소실 안으로 멀어지게 인도될 때 까지, 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력은 압력 감소의 시작 바로 전의 연료 전달 유량과 비교해서, 고압 펌프(54)의 연료 전달 유량을 감소시킴으로써 미리결정된 연료 압력으로 감소될 수 있다. 이 경우에, 저압 펌프(51)에 의해 운반되는 것 보다 적은 연료가 저압 회로로부터 입구(53) 안으로 전달될 수 있다. 동일한 방법으로, 저압 회로의 연료는 전기기계식 압력 조절기(57)에 의해 연료 어큐뮬레이터(55)로부터 입구(53) 안으로 멀어지게 인도될 수 있다. 이 경우, 저압 펌프(51)에 의해 운반되는 연료에 추가로 저압 회로 안으로 연료가 도입된다. 따라서, 상술한 2가지 모두의 경우에, 저압 회로 내의 연료 압력은 미리결정된 연료 압력 보다 증가할 수 있다. 이것은 저압 회로의 성분에 대해 추가의 로드를 위치시키며 이들의 신뢰성과 서비스 수명을 감소시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량을 결정하기 위한 프로그램의 제1 실시예에 대한 플로우챠트이다. 이 프로그램은 제어 장치(6)에 저장되며 내연 기관이 작동하는 동안 구동한다. 이 프로그램은 특히 제1 시간 동안 프로그램이 실행될 때 필수적인 준비가 이루어지는 단계(S1)(도 3)에서 시작한다. 예컨대, 논리 변수들이 할당되며, 미리정해진 값 또는 카운터가 재설정된다.
단계(S2)에서, 현재 순간(t_n)에서의 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP) 및 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)을 결정한다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)를 결정한다. 단계(S3)에서, 논리 변수(LV_LP_COR)가 미리정해진 논리값 예컨대 1로 할당됐는지에 대한 검사를 실시한다. 이 논리 변수(LV_LP_COR)는 저압 펌프(51)에 대한 연료 전달 유량의 작동 상태를 나타낸다.
단계(S3)에서의 조건이 충족되지 않는다면, 즉, 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정이 기동되지 않는다면, 단계(S4)에서, 현재 순간(t_n)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)과 이전 순간(t_n-1)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP) 사이의 연료 압력 내의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)를 결정한다. 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)이 감소되는 경우에, 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)는 음수이다.
단계(S5)에서, 연료 압력에 대해 결정된 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)를 검사한다. 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)가 연료 압력에 대한 설정점 값 차(FUP_SP_DIF) 이하라면, 단계(S56)에서, 논리 변수(LV_LP_COR)에 연관된 논리값, 예컨대 1을 할당함으로써 저압 펌프에 대해 연료 전달 유량의 보정이 기동된다. 연료 압력에 대한 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)의 임계값(FUP_SP_DIF_THR)은 바람직하게 음수이다.
단계(S57)에서, 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)에 대한 기준값(PWM_HP_REF)으로서 이전 순간(t_n-1)에서의 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)가 저장된다. 단계(S8)에서, 카운터(CTR)가 예컨대 영(zero)으로 재설정된다.
단계(S59)에서, 현재 순간(t_n)에서의 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP) 및 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)에 대한 기준값(PWM_HP_REF)으로부터 제1 보정값(PWM_LP_COR1)을 결정한다. 단계(S10)에서, 현재 순간(t_n)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)에 제1 보정값(PWM_LP_COR1)이 할당된다. 단계(S11)에서, 예컨대 1 만큼 카운터(CTR)가 점증된다. 단계(S12)에서, 카운터(CTR)를 검사한다. 이 카운터(CTR)가 카운터(CTR)에 대한 미리정해진 임계값(CTR_THR) 보다 작다면, 단 계(S13)에서 프로그램이 계속된다.
단계(S13)에서, 현재 순간(t_n)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2) 및 저압 펌프(51)에 대한 보정 신호 요구값(PWM_LP_REQ) 사이의 차이로서 저압 펌프(51)의 보정 신호(PWM_LP)를 결정한다. 예컨대, 여기에 참조한 독일특허 제 101 62 989 C1호에 개시된 바와 같이, 저압 회로 내의 연료 압력에 대한 설정점 값, 연료 온도, 및 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 설정점 값의 함수로서 저압 펌프(51)에 대한 보정 신호 요구값(PWM_LP_REQ)을 결정한다.
단계(S14)에서, 현재 순간(t_n)에서의 고압 펌프(54)의 보정 신호(PWM_HP)가 이전 순간(t_n-1)에서의 고압 펌프(54)에 대한 보정 신호(PWM_HP)로서 저장된다. 이에 대응해서, 현재 순간(t_n)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)은 이전 순간(t_n-1)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)으로서 저장되며, 현재 순간(t_n)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)은 이전 순간(t_n-1)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)으로서 저장된다.
단계(S15)에서, 프로그램 가동이 완료되면, 대기 시간(T_W) 후에 단계(S1)에서 계속된다(도 3). 이 대기 시간(T_W)은 예컨대 세그먼트 간격(T_SEG_AV)과 동일할 수 있으며, 프로그램이 실행되는 시간 간격을 명시한다. 현재 순간(t_n)과 이전 순간(t_n-1) 사이의 시간 간격은 바람직하게 대기 시간(T_W)과 동일하다. 그러나, 이전 순간(t_n-1)은 또한 내연 기관의 작동 변수가 마침내 고정되는 순간에 할당될 수 있다. 따라서, 이전 순간(t_n-1)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)은 바람직하게 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력의 종국의 고정된 설정점 값(FUP_SP)과 동일하며, 현재 순간(t_n)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)은 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력이 설정되거나 조정될 필요가 있는 새로운 고정 목표값이다.
단계(S53)의 조건이 충족되지 않는다면, 즉, 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정이 기동된다면, 프로그램은 단계(S59)로 계속된다.
단계(S12)에서 카운터(CTR)가 카운터(CTR)의 미리정해진 임계값(CTR_THR) 이상이라면, 저압 펌프(51)에 대한 연료 전달 유량의 기동 상태는 논리 변수(LV_LP_COR)에 연관된 논리값 예컨대 영(zero)을 할당함으로써 단계(S16)에서 재설정된다. 이후, 단계(S13)에서 프로그램이 계속된다.
단계(S5)에서의 상태가 충족되지 않는다면, 즉 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)가 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)에 대한 임계값(FUP_SP_DIF_THR)보다 크다면, 프로그램은 단계(S17)로 계속된다. 단계(S17)에서, 제1 보정값(PWM_LP_COR1)이 예컨대 영(zero)와 같은 중립값으로 할당된다.
단계(S18)에서, 현재 순간(t_n)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)의 크기가 재설정값(LIM)의 크기보다 큰가에 대한 검사가 이루어진다. 이러한 조건이 충족되면, 이후 단계(S19)에서, 재설정값(LIM)과 이전 순간(t_n-1)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2) 사이의 차이가 현재 순간(t_n)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)에 할당된다. 그러나, 단계(S18)에서의 조건이 충족되지 않는다면, 단계(S20)에서 현재 순간(t_n)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)이 예컨대 영과 같은 중립값으로 할당된다. 이후, 단계(S13)으로 프로그램이 계속된다.
연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)이 상승한다면, 마찬가지로 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정이 기동될 수 있다. 이 경우, 단계(S4)에서 연료 압력에 대해 결정된 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)는 양수이다. 이후, 단계(S5)는 단계(S21)와 대체되며, 여기서 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)가 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)에 대한 임계값(FUP_SP_DIF_THR)과 동일한 지에 대한 검사가 이루어진다. 임계값(FUP_SP_DIF_THR)은 바람직하게 양수이다. 단계(S21)에서의 조건이 충족된다면, 단계(S56)로 프로그램이 계속된다. 그렇지 않다면, 프로그램은 단계(S17)로 계속된다.
카운터(CTR)의 임계값(CTR_THR)은 바람직하게, 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정이 수 백 밀리초, 예컨대 3백 밀리초 크기 정도의 기간 동안만 기동되도록, 즉 논리 변수(LV_LP_COR)가 단계(S6)에서 설정된 후 바로 수 백 밀리초 만에 단계(S16)에서 재설정되도록 선택된다. 이러한 기간 동안, 카운터(CTR)는 단계(S12)에서의 조건이 충족될 때 까지 프로그램 가동의 개수를 계산한다.
단계(S18) 및 단계(S19)에서, 재설정값(LIM)은 각각의 시간 단계에서, 예컨대 대기 시간(T_W)의 매 완료 후에 현재 순간(t_n)에서의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)의 크기가 영과 같은 중립값을 향해 감소하도록 선택된다. 이 중립값은 바람직하게 수 백 밀리초 후, 예컨대 3백 밀리초 후에 도달된다.
도 5는 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량을 결정하기 위한 프로그램의 제2 실시예에 대한 플로우챠트이다. 단계(S1, S3 내지 S6, S8, S11, S12, S15, S16 및 S21)이 이 프로그램의 제1 실시예에 따라 실행된다. 단계(S2)가 단계(S22)로 대체 되는데, 여기서, 현재 순간(t_n)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)을 결정한다. 프로그램은 단계(S3)으로 계속된다. 단계(S7)가 단계(S21)로 대체되는데, 여기서, 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)는 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)에 대한 기준값(FUP_SP_DIF_REF)으로서 저장된다. 이후, 프로그램이 단계(S8)로 계속된다.
단계(S8) 후에, 또는 단계(S3)에서의 조건이 충족되면, 즉 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정이 기동되면, 단계(S9)를 대체하는 단계(S24)에서, 카운터(CTR)의 함수로서, 그리고 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)에 대한 저장된 기준값(FUP_SP_DIF_REF)의 함수로서 제3 보정값(PWM_LP_COR3)을 결정한다. 이것은 예컨대, 바람직하게 엔진 시험 벤치 상에서의 실험, 시뮬레이션, 또는 도로 실험에 의해 미리 결정된 적합한 값이 저장된 엔진 작동 맵에 의해 실행될 수 있다. 대안으로, 물리 모델에 근거한 것과 같은 함수들이 사용될 수 있다. 단계(S24) 이후, 프로그램은 단계(S11)로 계속된다.
단계(S5)에서의 조건이 충족되지 않는다면, 즉 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)가 연료 압력의 설정점 값 차(FUP_SP_DIF)에 대한 임계값(FUP_SP_DIF_THR) 보다 크다면, 단계(S17 내지 S20)를 대체하는 단계(S25)에서, 영과 같은 중립값으로 제3 보정값(PWM_LP_COR3)이 할당된다. 이후, 프로그램이 단계(S26)로 계속된다.
유사하게, 단계(S16) 다음에, 프로그램은 단계(S26)로 계속된다. 단계(S26)에서, 저압 펌프(51)의 보정 신호 요구값(PWM_LP_REQ)과 제3 보정값(PWM_LP_COR3) 사이의 차로서 저압 펌프(51)의 보정 신호(PWM_LP)를 결정한다. 단계(S27)에서, 현재 순간(t_n)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)이 이전 순간(t_n-1)에서의 연료 압력의 설정점 값(FUP_SP)으로서 저장되며, 프로그램 가동은 단계(S15)에서 종결되고, 대기 시간(T_W) 후에 단계(S1)로 계속된다.

Claims (8)

  1. 연료 전달 장치(5)의 도움으로 내연 기관을 제어하는 방법으로서,
    상기 연료 전달 장치(5)가,
    저압 펌프(51)가 제공된 저압 회로, 및
    상기 저압 회로에 입력 측 상에 연결되며 연료 어큐뮬레이터(55)에 연료를 전달하는 고압 펌프(54)를 포함하며,
    상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량은 상기 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값(FUP_SP)의 함수로서 보정되는,
    내연 기관 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량의 보정은 상기 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값(FUP_SP)의 함수로서 기동되는,
    내연 기관 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    현재 및 이전 양의 함수로서 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정이 기동될 때 제1 보정값(PWM_LP_COR1)을 결정하고, 상기 현재 및 이전 양은 고압 펌 프(54)의 연료 전달 유량을 나타내며, 각각의 경우에, 상기 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력의 현재의 미리정해진 설정점 값(FUP_SP)의 함수로서 연료 전달 유량이 설정되고, 상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량은 제1 보정값(PWM_LP_COR1)의 함수로서 보정되는,
    내연 기관 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 보정값(PWM_LP_COR1)은 상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정의 기동 바로 다음에 미리정해진 간격 후에 중립값으로 할당되는,
    내연 기관 제어 방법.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량의 보정이 기동되는 동안, 상기 제1 보정값(PWM_LP_COR1)과 동일한 현재의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)을 결정하고, 상기 현재의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)은 상기 현재의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)이 중립값을 가질 때 까지 상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량의 보정이 기동되지 않는 경우 이전의 제2 보정값(PWM_LP_COR2)과 재설정값(LIM) 사이의 차이에 좌우되며, 상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량은 상기 제2 보정값(PWM_LP_COR2)의 함수로서 보정되는,
    내연 기관 제어 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력의 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값(FUP_SP)의 함수로서, 상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량에 대한 보정이 기동될 때, 제3 보정값(PWM_LP_COR3)을 결정하고, 상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량은 상기 제3 보정값(PWM_LP_COR3)의 함수로서 보정되는,
    내연 기관 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3 보정값(PWM_LP_COR3)은 엔진 작동 맵으로부터 결정되는,
    내연 기관 제어 방법.
  8. 연료 전달 장치(5)의 도움으로 내연 기관을 제어하는 장치로서,
    상기 연료 전달 장치(5)가,
    저압 펌프(51)가 제공된 저압 회로, 및
    상기 저압 회로에 입력 측 상에 연결되며 연료 어큐뮬레이터(55)에 연료를 전달하는 고압 펌프(54)를 포함하며,
    상기 연료 어큐뮬레이터(55) 내의 연료 압력에 대한 현재 및 이전의 미리정해진 설정점 값(FUP_SP)의 함수로서 상기 저압 펌프(51)의 연료 전달 유량을 보정하도록 구현되는 내연 기관 제어 장치.
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