KR20130001295A - 내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법 - Google Patents

내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130001295A
KR20130001295A KR1020127028009A KR20127028009A KR20130001295A KR 20130001295 A KR20130001295 A KR 20130001295A KR 1020127028009 A KR1020127028009 A KR 1020127028009A KR 20127028009 A KR20127028009 A KR 20127028009A KR 20130001295 A KR20130001295 A KR 20130001295A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
operating load
increase
fuel
Prior art date
Application number
KR1020127028009A
Other languages
English (en)
Inventor
페터 홀란트
요아힘 누토
존야 아도르프
Original Assignee
만 디젤 앤 터보 에스이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 만 디젤 앤 터보 에스이 filed Critical 만 디젤 앤 터보 에스이
Publication of KR20130001295A publication Critical patent/KR20130001295A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B21/00—Engines characterised by air-storage chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/02—Other fluid-dynamic features of induction systems for improving quantity of charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401—Controlling injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

본 발명은 내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법에 관한 것으로, 내연 기관 작동 제어 방법은 내연 기관(1)의 작동 부하를 결정하는 단계, 내연 기관의 작동 부하가 일정하면, 내연 기관의 정해진 구동 출력을 구현하는 표준 제어 특성 선도를 기반으로 내연 기관의 작동을 제어하는 단계, 및 내연 기관의 작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가하면, 내연 기관의 구동 출력이 증가하도록 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선을 활성화하는 단계를 포함한다.

Description

내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법{INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR CONTROLLING THE OPERATION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법에 관한 것이다.
예컨대, 커먼 레일 디젤 엔진과 같은 내연 기관은 그 작동의 제어를 위해 정적 작동(돌발적인 작동 부하 변동 또는 작동 부하 급등 없는 내연 기관의 작동)에 맞춰 최적화된 여러 특성 선도(characteristic diagram)들을 갖는다.
현재, 배기 가스 터보 차저에 의해 과급되는 내연 기관에서는, 돌발적인 작동 부하 급등 시에 배기 가스 터보 차저의 압축기의 회전 속도를 상승시키기 위해 압축 공기 보조 시스템을 사용한다. 제트 어시스트(jet assist)라고도 하는 그러한 형태의 압축기의 회전 속도 상승 시에는, 노즐 형태의 급기 개구부들을 통해 압축 공기가 압축기 로터의 블레이드들에 송풍된다. 그럼으로써, 압축기 로터가 가속되어 더 많은 공기를 내연 기관으로 급송하고, 그에 의해 돌발적인 작동 부하 급등 시에 내연 기관의 응답 특성이 개선되게 된다. 그러한 압축 공기 보조 시스템 또는 제트 어시스트 시스템의 일례가 MAN Diesel SE(독일 아우크스부르크에 소재)의 설계 핸드북 제77면(섹션 0410.02)에 개시되어 있다.
그러나 압축 공기 보조 시스템의 사용은 그에 소비되는 압축 공기로 인해 내연 기관의 작동 비용의 상당한 상승을 초래한다. 또한, 그러한 압축 공기 보조 시스템도 압축기 로터를 원하는 바대로 가속시키는 데에는 일정한 시간이 소요되도록 하고, 그에 따라 내연 기관의 회전 속도 하락을 완전히 피할 수는 없다.
본 발명의 과제는 내연 기관의 작동 부하 급등 시의 응답 특성을 간단하게 개선할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는 본 발명에 따른 방법의 실시에 맞춰 구성된 내연 기관을 제공하는 것이다.
전술한 과제들은 청구항 1에 따른 방법 또는 청구항 8에 따른 내연 기관에 의해 해결된다. 본 발명의 부가의 구성들이 각각의 종속 청구항들에 규정되어 있다.
본 발명의 제1 양태에 따라, 내연 기관의 작동 부하를 결정하는 단계, 내연 기관의 작동 부하가 일정하면, 내연 기관의 정해진 구동 출력을 구현하는 표준 제어 특성 선도를 기반으로 내연 기관의 작동을 제어하는 단계, 및 내연 기관의 작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가하면, 내연 기관의 구동 출력이 증가하도록 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선을 활성화하는 단계를 포함하는 내연 기관의 작동을 제어하는 방법이 제공된다.
표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선, 바람직하게는 다수의 제어 특성 곡선들을 활성화함으로써, 예컨대 더 높게 유도되는 토크와 같은 내연 기관의 더 높은 구동 출력이 간단하고 신속하고도 저렴하게 얻어질 수 있고, 그것은 다시 돌발적인 작동 부하 급등 시에 내연 기관의 회전 속도 하락 및 유해 물질 방출의 증가가 더욱 적어지게 한다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시 형태에 따르면, 적어도 하나의 제어 특성 곡선을 활성화함으로써 내연 기관 연료의 분사 시점이 시간상으로 앞당겨지고/앞당겨지거나 내연 기관 연료의 분사 압력이 증가하고 그 결과로 내연 기관 연료의 점화 압력이 증가하도록 표준 제어 특성 선도를 변경한다.
내연 기관의 구동 출력을 최적으로 증가시키도록 전술한 2가지 조치들을 모두 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법의 다른 실시 형태에 따르면, 내연 기관 연료의 분사 시점을 시간상으로 앞당기기 위해, 내연 기관 연료의 분사 시점을 내연 기관의 크랭크 샤프트의 회전 각도에 대해 2 내지 4 도만큼 앞당긴다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시 형태에 따르면, 내연 기관 연료의 분사 압력을 증가시킬 때에, 내연 기관 연료의 분사 압력을 200 bar 내지 400 bar만큼 증가시킨다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시 형태에 따르면, 내연 기관의 작동 부하가 미리 정해진 시간 동안 일정하고/일정하거나 내연 기관의 정해진 구동 출력을 넘어서는 즉시, 적어도 하나의 추가의 제어 특성 곡선을 비활성화하고 변경되지 않은 표준 제어 특성 선도에 의해 내연 기관의 작동을 제어한다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시 형태에 따르면, 내연 기관의 작동 부하를 결정하는 단계에서, 내연 기관에서의 연소를 위한 연료 주입의 시간 의존적(time-dependent) 증가가 미리 정해진 시간 의존적 주입량 증가 한계치를 넘어서는 경우 또는 내연 기관에서의 연소를 위한 연료 주입량 대 공기량의 비가 미리 정해진 연료/공기 비 한계치를 넘어서는 경우 또는 내연 기관의 회전 속도의 시간 의존적 하락이 미리 정해진 시간 의존적 내연 기관 회전 속도 하락 한계치를 넘어서는 경우 또는 소비 출력의 시간 의존적 증가가 미리 정해진 시간 의존적 부하 증가 한계치를 넘어서는 경우, 작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가한 것으로 결정한다.
환언하면, 본 발명의 실시 형태들에 따라 시간에 의존하는 연료 주입 증가에 의해 또는 시간에 의존하는 공기량(예컨대, 과급 공기량과 같은 공기량)에 대한 연료 주입의 함수에 의해 또는 내연 기관의 회전 속도에 의거하여 또는 시간에 의존하는 부하 증가에 의해 돌발적인 작동 부하 급등을 식별한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시 형태에 따르면, 내연 기관의 작동 부하의 증가 시에, 내연 기관의 작동 부하의 증가 정도 및/또는 지속 시간에 의존하여 내연 기관에 공급되는 공기량의 증가를 위한 보조 시스템 및/또는 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선을 활성화한다.
환언하면, 내연 기관의 작동 부하의 돌발적인 증가 정도 및/또는 지속 시간에 따라 예컨대 압축 공기 보조 시스템과 같은 보조 시스템만을 사용하든지 아니면 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 제어 특성 곡선만을 사용하든지 아니면 양 조치를 모두 사용할 수 있다. 내연 기관의 작동 부하의 돌발적인 증가 시에, 짧은 가속 시간에 의해 내연 기관의 회전 속도 하락 및 보조 시스템의 에너지 소비(예컨대, 압축 공기 소비)가 모두 감소하도록 내연 기관에 공급되는 공기량의 증가를 위한 보조 시스템은 물론 표준 제어 특선 선도의 변경을 위한 제어 특성 곡선도 활성화하는 것이 바람직하다.
예컨대, 압축 공기 소비가 감소하면, 다시 보조 시스템의 압축 공기 공급량이 작아지고, 그에 의해 추가의 비용이 절감된다.
전술한 조치들에 의거하여 더 높게 유도되는 엔진의 토크에 의해, 다시 예컨대 디젤 엔진에서의 매연 형성과 같은 유해 물질 방출의 증가가 저하될 수 있다. 그것은 특히 (예컨대, 선박 디젤 엔진 또는 디젤 전기 발전 시스템에서) 돌발적인 작동 부하 급등 시에 구동 시스템이 출력 수요 증가에 대해 연료 공급의 증가로써 응답하고, 그에 따라 회전 속도 하락 시에 연소 혼합기 중의 연료 과잉이 매연 형성의 증가와 같은 유해 물질 방출의 증가를 일으킨다는 사실로부터 비롯되는 결과이다. 따라서 엔진의 유도되는 토크의 증가에 의해, 유해 물질 방출의 증가를 대폭 회피하거나 급격히 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따라, 내연 기관은 전술한 본 발명의 실시 형태들 중의 하나 또는 생각할 수 있는 다수의 실시 형태의 임의의 조합 또는 그 모두에 따른 방법을 실시하도록 구성된 제어 장치를 구비한다.
본 발명에 따르면, 제어 장치는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그 조합의 형태로 형성될 수 있다. 제어 장치는 전자 엔진 제어기에 통합되는 것이 바람직하다. 정적 작동 또는 작동 부하가 일정한 작동에 맞춰 최적화된, 해당 제어 특성 곡선들을 갖는 표준 제어 특성 선도와 그 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 바람직하게는 다수의 추가의 제어 특성 곡선들이 제어 장치에, 예컨대 전자 저장 장치에 저장된다.
본 발명에 따른 내연 기관의 일 실시 형태에 따르면, 내연 기관은 대형 디젤 엔진에 의해 형성되고, 제어의 측면에서 제어 장치와 연결된 커먼 레일 연료 분사 시스템 및 압력의 측면에서 내연 기관에서의 연소를 위한 공기량을 과급하는 배기 가스 터보 차저를 구비한다.
본 발명에 따르면, 대형 디젤 엔진이란 예컨대 선박을 구동하는 데 사용되거나 발전소에서 발전기를 구동하는 데 사용되는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 내연 기관의 다른 실시 형태에 따르면, 배기 가스 터보 차저는 제어의 측면에서 제어 장치와 연결된 압축 공기 보조 시스템을 구비하되, 제어 장치는 내연 기관의 작동 부하의 정해진 증가 시에 배기 가스 터보 차저에 의해 내연 기관에서의 연소에 제공되는 공기량이 증가하도록 압축 공기 보조 시스템을 활성화하도록 구성되고, 또한 제어 장치는 내연 기관의 작동 부하의 증가 정도 및/또는 지속 시간에 의존하여 압축 공기 보조 시스템의 활성화 및/또는 본 발명에 따른 방법의 수행 하에 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선의 활성화를 개시하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 내연 기관의 작동 부하 급등 시의 응답 특성을 간단하게 개선할 수 있는 방법, 그리고 상기 방법의 실시에 맞도록 구성되는 내연 기관을 얻을 수 있다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 바람직한 실시 형태에 의거해서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
단일의 첨부 도면인 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 내연 기관의 개략도이다.
도 1에 도시된 내연 기관(1)은 선박(도시를 생략)의 운전(구동 및/또는 발전)을 위한 대형 디젤 엔진(여기서는, 예컨대 12기통 V 엔진)에 의해 형성된다.
내연 기관(1)은 제어 장치(10), 커먼 레일 연료 분사 시스템(20), 압력의 측면에서 내연 기관(1)에서의 연소에 제공되는 공기량의 과급을 위한 배기 가스 터보 차저(30), 및 내연 기관(1)의 작동 부하의 돌발적인 증가(작동 부하 급등) 시에 배기 가스 터보 차저(30)에 의해 제공되는 공기량의 신속한 증가를 위한 압축 공기 보조 시스템(40)을 구비한다.
이와 같은 내연 기관(1)의 작동 부하가 미리 정해진 정도만큼 증가하는 것은, 예컨대 선박의 선교(bridge)에서 시작되는 추력 증가 또는 선박의 속도 증가에 의해 발생하거나, 예컨대 디젤 전기 시스템에서 해당 전기 소비 장치의 돌발적인 연결에 의해서도 발생할 수 있다.
커먼 레일 연료 분사 시스템(20)은 2개의 주 연료 라인들(21, 22)을 구비하는데, 그 2개의 주 연료 라인들(21, 22)은 연료 탱크(도시를 생략)로부터 고압(1600 bar까지의 압력) 하에 있는 디젤 연료를 커먼 레일 연료 분사 시스템(20)에 의해 제어되는 연료 펌프(도시를 생략)를 통해 커먼 레일 연료 분사 시스템(20)의 2개의 연료 레일 라인들(23, 24)에 공급한다.
각각의 연료 레일 라인(23, 24)은 6개의 연료 공급 라인들(25 또는 26)을 통해 12기통 내연 기관(1)의 각각의 세로 측면의 6개씩의 실린더(도시를 생략)에 있는 제어 가능한 연료 분사기들과 연결된다.
내연 기관(1)(특히, 그 연료 분사기들) 및 그 커먼 레일 연료 분사 시스템(20)은 제어 라인들(1a 또는 27)을 통해 제어의 측면에서 제어 장치(10)와 각각 연결되는데, 제어 장치(10)의 전자 저장 장치(도시를 생략)에는 내연 기관(1)의 정적 작동(작동 부하가 일정함)에 대한 다수의 표준 제어 특성 선도들이 저장되어 있다. 그러한 표준 제어 특성 선도들에 의해, 특히 내연 기관(1)의 정해진 구동 출력이 구현된다.
소비 부하(43)는 제어 라인(44)을 통해 제어 장치(10)와 연결된다.
배기 가스 터보 차저(30)는 배기 가스 라인(32)을 통해 내연 기관(1)의 배기 가스 출구(지시되지 않음)에 접속되는 배기 가스 터빈(31) 및 연결 샤프트(31a)를 통해 배기 가스 터빈(31)에 의해 구동되는 압축기(33)를 구비하는데, 압축기(33)는 과급 공기 라인(34)을 통해 내연 기관(1)의 공기 입구(지시되지 않음)에 접속된다.
배기 가스 터보 차저(30)는 제어 라인(35)을 통해 제어의 측면에서 제어 장치(10)와 연결되고, 바람직하게는 역시 제어 장치(10)에 저장된 표준 제어 특성 선도들을 통해 예컨대 조정 가능한 제어기들에 의해 제어된다.
압축 공기 보조 시스템(40)은 압축 공기 라인(41)을 통해 압축기(33)와 유체 연통되고, 그에 따라 필요 시에(예컨대, 작동 부하 증가 시에) 압축기(33)에 있는 노즐 형태의 급기 개구부들(도시를 생략)을 통해 압축 공기가 압축기 로터(도시를 생략)의 블레이드들에 송풍되고, 그럼으로써 압축기 로터가 가속되어 더 많은 과급 공기가 내연 기관(1)으로 급송될 수 있다. 압축 공기 보조 시스템(40)의 제어를 위해, 압축 공기 보조 시스템(40)이 제어 라인(42)을 통해 제어 장치(10)와 연결된다.
본 발명에 따르면, 제어 장치(10)는 내연 기관(1)의 작동 부하의 정해진 증가 시에 압축 공기 보조 시스템(40)을 활성화하여 배기 가스 터보 차저(30)에 의해 제공되는 내연 기관(1)에서의 연소를 위한 과급 공기량을 증가시키도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 제어 장치(10)의 저장 장치에는 다수의 추가의 제어 특성 곡선들이 저장되어 있다. 그러한 추가의 제어 특성 곡선들은 내연 기관(1)의 작동 부하 급등으로 인해 작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가하는 경우에 그 추가의 제어 특성 곡선들을 활성화함으로써 내연 기관(1)의 구동 출력이 증가하여 작동 부하 증가가 보상되도록 하기 위해 표준 제어 특성 선도를 변경하도록 지정되어 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 내연 기관(1)의 작동을 제어하는 방법에 따르면, 내연 기관(1)의 작동 중에 센서들(도시를 생략)에 의해 제어 장치(10)에서 내연 기관(1)의 작동 부하를 연속적으로 결정한다.
내연 기관(1)의 작동 부하가 일정하면(정적 작동), 제어 장치(10)에 저장된 표준 제어 특성 선도를 기반으로 내연 기관(1)의 작동을 제어한다.
내연 기관(1)의 작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가하면, 내연 기관(1)의 구동 출력이 증가하도록 제어 장치(10)에 의해 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 추가의 제어 특성 곡선들을 활성화한다.
그러한 추가의 제어 특성 곡선들을 활성화함으로써, 내연 기관 연료(여기서는, 디젤 연료)의 분사 시점이 시간상으로 앞당겨지고/앞당겨지거나 내연 기관 연료의 분사 압력이 증가하도록 표준 제어 특성 선도가 변경되고, 그 결과 내연 기관의 점화 압력이 증가하게 된다.
내연 기관 연료의 분사 시점을 시간상으로 앞당기기 위해, 제어 장치(10)에 의해 내연 기관 연료의 분사 시점을 내연 기관(1)의 크랭크 샤프트의 회전 각도에 대해 바람직하게는 2 내지 4 도만큼 앞당긴다.
내연 기관 연료의 분사 압력을 증가시킬 때에, 내연 기관 연료의 분사 압력을 바람직하게는 200 bar 내지 400 bar만큼 증가시킨다.
분사 시점을 시간상으로 앞당기는 것 그리고 분사 압력 및/또는 점화 압력을 증가시키는 것은, 제어 장치(10)에 의해 연료 분사기들 및 연료 펌프들을 상응하게 제어 동작시킴으로써 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 내연 기관(1)의 작동 부하가 미리 정해진 시간 동안 일정하고/일정하거나 내연 기관(1)의 정해진 구동 출력을 넘어서는 즉시, 제어 장치(10)에 의해 추가의 제어 특성 곡선들을 비활성화하고 내연 기관(1)의 작동을 변경되지 않은 표준 제어 특성 선도에 의해 제어한다.
내연 기관(1)의 작동 부하를 결정함에 있어서는, 내연 기관(1)에서의 연소를 위한 연료 주입의 시간 의존적 증가가 미리 정해진 시간 의존적 주입량 증가 한계치를 넘어서는 경우 또는 내연 기관(1)에서의 연소를 위한 연료 주입량 대 공기량의 비가 미리 정해진 연료/공기 비 한계치를 넘어서는 경우 또는 소비 출력의 시간 의존적 증가가 미리 정해진 시간 의존적 부하 증가 한계치를 넘어서는 경우 또는 내연 기관(1)의 크랭크 샤프트의 회전 속도의 시간 의존적 하락이 미리 정해진 시간 의존적 내연 기관 회전 속도 하락 한계치를 넘어서는 경우, 작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가한 것으로 결정한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 내연 기관(1)의 작동 부하의 증가 시에, 제어 장치(10)에 의해 내연 기관(1)의 작동 부하의 증가 정도 및/또는 지속 시간에 의존하여 압축 공기 보조 시스템(40) 및/또는 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 추가의 제어 특성 곡선들을 활성화한다.
그 경우, 제어 장치(10)는 내연 기관(1)의 작동 부하의 증가 정도 및/또는 지속 시간에 따라 압축 공기 보조 시스템(40)의 활성화 및/또는 본 발명에 따른 방법의 수행 하에 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 추가의 제어 특성 곡선들의 활성화를 개시하도록 구성된다.
1: 내연 기관 1a: 제어 라인
10: 제어 장치 20: 커먼 레일 연료 분사 시스템
21, 22: 주 연료 라인 23, 24: 연료 레일 라인
25, 26: 연료 공급 라인 30: 배기 가스 터보 차저
31: 배기 가스 터빈 31a: 연결 샤프트
32: 배기 가스 라인 33: 압축기
34: 과급 공기 라인 35: 제어 라인
40: 압축 공기 보조 시스템 41: 압축 공기 라인
42: 제어 라인

Claims (10)

  1. 내연 기관(1)의 작동을 제어하는 방법으로서,
    내연 기관(1)의 작동 부하를 결정하는 단계,
    내연 기관(1)의 작동 부하가 일정하면, 내연 기관(1)의 정해진 구동 출력을 구현하는 표준 제어 특성 선도를 기반으로 내연 기관(1)의 작동을 제어하는 단계, 및
    내연 기관(1)의 작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가하면, 내연 기관(1)의 구동 출력이 증가하도록 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선을 활성화하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 제어 특성 곡선을 활성화함으로써 내연 기관 연료의 분사 시점이 시간상으로 앞당겨지고/앞당겨지거나 내연 기관 연료의 분사 압력이 증가하고 그 결과로 내연 기관 연료의 점화 압력이 증가하도록 표준 제어 특성 선도를 변경하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 내연 기관 연료의 분사 시점을 시간상으로 앞당기기 위해, 내연 기관 연료의 분사 시점을 내연 기관(1)의 크랭크 샤프트의 회전 각도에 대해 2 내지 4 도만큼 앞당기는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 제어 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 내연 기관 연료의 분사 압력을 증가시킬 때에, 내연 기관 연료의 분사 압력을 200 bar 내지 400 bar만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 제어 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 내연 기관(1)의 작동 부하가 미리 정해진 시간 동안 일정하고/일정하거나 내연 기관(1)의 정해진 구동 출력을 넘어서는 즉시, 적어도 하나의 추가의 제어 특성 곡선을 비활성화하고 변경되지 않은 표준 제어 특성 선도에 의해 내연 기관(1)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 제어 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 내연 기관(1)의 작동 부하를 결정하는 단계에서,
    내연 기관(1)에서의 연소를 위한 연료 주입의 시간 의존적 증가가 미리 정해진 시간 의존적 주입량 증가 한계치를 넘어서는 경우 또는
    내연 기관(1)에서의 연소를 위한 연료 주입량 대 공기량의 비가 미리 정해진 연료/공기 비 한계치를 넘어서는 경우 또는
    소비 출력의 시간 의존적 증가가 미리 정해진 시간 의존적 부하 증가 한계치를 넘어서는 경우 또는
    내연 기관(1)의 회전 속도의 시간 의존적 하락이 미리 정해진 시간 의존적 내연 기관 회전 속도 하락 한계치를 넘어서는 경우,
    작동 부하가 미리 정해진 정도로 증가한 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 내연 기관(1)의 작동 부하의 증가 시에, 내연 기관(1)의 작동 부하의 증가 정도 및/또는 지속 시간에 의존하여 내연 기관(1)에 공급되는 공기량의 증가를 위한 보조 시스템 및/또는 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선을 활성화하는 것을 특징으로 하는 내연 기관 작동 제어 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 따른 내연 기관 작동 제어 방법을 실시하도록 구성된 제어 장치(10)를 구비하는 내연 기관.
  9. 제 8 항에 있어서, 내연 기관(1)은 대형 디젤 엔진에 의해 형성되고, 제어의 측면에서 제어 장치(10)와 연결된 커먼 레일 연료 분사 시스템(20), 그리고 압력의 측면에서 내연 기관(1)에서의 연소를 위한 공기량을 과급하는 배기 가스 터보 차저(30)를 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관.
  10. 제 9 항에 있어서, 배기 가스 터보 차저(30)는 제어의 측면에서 제어 장치(10)와 연결된 압축 공기 보조 시스템(40)을 구비하되, 제어 장치(10)는 내연 기관(1)의 작동 부하의 정해진 증가 시에 배기 가스 터보 차저(30)에 의해 내연 기관(1)에서의 연소에 제공되는 공기량이 증가하도록 압축 공기 보조 시스템(40)을 활성화하도록 구성되고, 또한 제어 장치(10)는 내연 기관(1)의 작동 부하의 증가 정도 및/또는 지속 시간에 의존하여 압축 공기 보조 시스템(40)의 활성화 및/또는 제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 따른 내연 기관 작동 제어 방법의 수행 하에 표준 제어 특성 선도의 변경을 위한 적어도 하나의 제어 특성 곡선의 활성화를 개시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내연 기관.
KR1020127028009A 2010-04-08 2011-01-24 내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법 KR20130001295A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010003736A DE102010003736A1 (de) 2010-04-08 2010-04-08 Brennkraftmaschine und Verfahren zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine
DE102010003736.2 2010-04-08
PCT/DE2011/050000 WO2011124218A1 (de) 2010-04-08 2011-01-24 Brennkraftmaschine und verfahren zum steuern des betriebs der brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130001295A true KR20130001295A (ko) 2013-01-03

Family

ID=44064691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127028009A KR20130001295A (ko) 2010-04-08 2011-01-24 내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10400704B2 (ko)
EP (1) EP2556234A1 (ko)
JP (1) JP6001527B2 (ko)
KR (1) KR20130001295A (ko)
CN (1) CN102822486B (ko)
DE (2) DE102010003736A1 (ko)
WO (1) WO2011124218A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103047027B (zh) * 2012-12-28 2015-10-07 潍柴动力股份有限公司 一种发动机控制方法及装置
CN108104965A (zh) * 2017-12-13 2018-06-01 天津雷沃发动机有限公司 一种柴油机智能扭矩控制方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3906312C1 (ko) * 1989-02-28 1989-12-21 Man Nutzfahrzeuge Ag, 8000 Muenchen, De
DE4029537A1 (de) * 1990-09-18 1992-03-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur steuerung und/oder regelung einer betriebsgroesse einer brennkraftmaschine
GB2265994B (en) * 1992-04-09 1995-09-06 Toyota Motor Co Ltd Engine control apparatus
DE4418731A1 (de) * 1994-05-28 1995-11-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung/Regelung von Prozessen in einem Kraftfahrzeug
US5553575A (en) * 1995-06-16 1996-09-10 Servojet Products International Lambda control by skip fire of unthrottled gas fueled engines
DE19708721B4 (de) * 1997-03-04 2005-04-14 Man Nutzfahrzeuge Ag Aufladesystem für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine
DE69826067T2 (de) * 1997-06-10 2005-01-20 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama Brennkraftmaschine
US6325044B1 (en) * 1999-05-07 2001-12-04 General Electric Company Apparatus and method for suppressing diesel engine emissions
DE19934833A1 (de) * 1999-07-24 2001-01-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung eines Common-Rail-Einspritzsystems
DE10206030B4 (de) * 2002-02-14 2005-11-24 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Anpassen eines Einspritzparameters eines Verbrennungsmotors an instationäre bzw. dynamische Vorgänge
JP4250102B2 (ja) * 2004-03-04 2009-04-08 ダイハツディーゼル株式会社 主機関のエアーアシスト制御装置
US7877996B2 (en) * 2005-11-28 2011-02-01 Ford Global Technologies, Llc Turbo-lag compensation system having an ejector
DE102006055591A1 (de) * 2005-11-28 2007-05-31 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Turboloch-Kompensationssystem mit einem Ejektor
US7685819B2 (en) * 2006-03-27 2010-03-30 Aqwest Llc Turbocharged internal combustion engine system
JP4197025B2 (ja) * 2006-09-15 2008-12-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
DE102006051439B4 (de) * 2006-10-31 2009-01-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US8527183B2 (en) * 2007-09-20 2013-09-03 General Electric Company System and method for controlling the fuel injection event in an internal combustion engine
JP2010053820A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射パターンの過渡補正パラメータの適合方法
US7945378B2 (en) * 2008-09-22 2011-05-17 Deere & Company Method of selecting engine torque curves
DE102008054405A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
WO2012162630A2 (en) * 2011-05-25 2012-11-29 Eaton Corporation Supercharger-based twin charging system for an engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE112011101237A5 (de) 2014-02-27
US20130144513A1 (en) 2013-06-06
DE102010003736A1 (de) 2011-10-13
JP6001527B2 (ja) 2016-10-05
US10400704B2 (en) 2019-09-03
CN102822486A (zh) 2012-12-12
EP2556234A1 (de) 2013-02-13
CN102822486B (zh) 2016-05-25
WO2011124218A1 (de) 2011-10-13
JP2013524080A (ja) 2013-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2715087B1 (en) Supercharged turbocompound engine apparatus
JP5808128B2 (ja) ガス焚きエンジン
CA2445184C (en) Methods and apparatus for controlling peak firing pressure for turbo-charged diesel engines
EP1705358A1 (en) Internal combustion engine and method for performing a mode switch in said engine
CA2518556A1 (en) Method and apparatus for actively turbocharging an engine
US10174671B2 (en) Control device, method, and internal combusion engine
KR20220138816A (ko) 기계적 에너지와 가압 가스 전달을 위한 방법 및 대형 터보 차징 2행정 내연기관
KR20130001295A (ko) 내연 기관 및 그 내연 기관의 작동을 제어하는 방법
CN103912368A (zh) 发动机复合增压系统
DK201300600A1 (en) A self-igniting internal combustion engine having a gaseous fuel supply system with pilot oil injection
JP2008075565A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2012167607A (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
EP2236796A2 (en) Method of operating a compression ignition engine
US10054039B2 (en) Turbocharger system for an engine
KR101734169B1 (ko) 길이 방향으로 소기되는 2행정 대형 디젤 엔진의 작동 방법
US9995226B2 (en) Control device for vehicle
KR101948968B1 (ko) 내연 엔진들의 작동을 제어하는 방법, 및 내연 엔진의 작동을 제어하는 제어 시스템
JP5786468B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN110832179B (zh) 内燃机的增压器剩余动力回收装置及船舶
CN107743544A (zh) 双燃料内燃机
CN110740931B (zh) 用于船舶的引擎运转方法
WO2015067845A1 (en) A combustion engine having two turbochargers connected in series and a method for operating this engine
JP2017214891A (ja) ターボ過給機付エンジン
JP2007278167A (ja) 内燃機関の燃料供給装置
WO2017064360A1 (en) A method in a starting procedure of an internal combustion piston engine provided with a common-rail injection system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20150107

Effective date: 20160322