KR20130093602A - 내연기관의 제어 방법 및 제어 유닛 - Google Patents

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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은 내연기관(10)의 제어 방법 및 제어 유닛(24)에 관한 것이며 이 내연기관은 실린더(12) 당 하나 이상의 연료 분사기(14), 하나 이상의 입구 밸브(16) 및/또는 하나 이상의 출구 밸브(18)를 동작시키기 위한 하나 이상의 캠샤프트(20)로서, 밸브 트레인 조정 장치(21)가, 선택적으로는 캠샤프트 각도에 의존하는 캠샤프트 신호(CAM)를 공급하는 캠샤프트 센서(26), 크랭크샤프트 각도(CRA)를 나타내는 크랭크샤프트 신호(CRK)를 공급하는 크랭크샤프트 센서(28)를 갖는, 캠샤프트(20)에 의해 동작되는 하나 이상의 밸브(16)의 동작 특징을 제어 가능하게 변경하기 위해 제공되는, 캠샤프트(20), 및 밸브 트레인 조정 장치(21) 및 연료 분사를 제어하기 위한 제어 유닛을 갖는다. 밸브 트레인 조정 장치(21)의 현재 설정에 관한 정보를 얻기 위해, 연관된 실린더(12) 내의 압력을 측정하기 위해 실린더 압력 센서(32)에 의해 공급되는 하나 이상의 실린더 압력 신호(P)가 간섭 신호(S1)들에 관하여 평가되고, 평가 결과는 밸브 트레인 조정 장치(21)의 제어에서 입력 변수로서 고려된다.

Description

내연기관의 제어 방법 및 제어 유닛{METHOD AND CONTROL UNIT FOR CONTROLLING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연기관을 제어하기 위한, 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 방법 및, 청구항 제 8 항의 전제부에 따른 제어 유닛에 관한 것이다.
본 발명은 따라서 종래의 모터 차량에서의 구동 소스 또는 하이브리드 차량에서의 다중 구동 소스들 중 하나로서 사용되는 특히 예컨대 적용 점화(applied-ignition) 또는 디젤 엔진의 제어에 관한 것이다. 청구항 제 1 항 및 제 8 항의 전제부에 따른 방법들 및 제어 유닛들은 상기 자동차 분야의 적용으로부터의 다양한 실시예들에서 공지된다.
캠샤프트에 의해 동작되는 하나 이상의 밸브(입구 밸브 또는 출구 밸브)의 동작 특징("리프트 곡선들")의 제어 가능한 변경을 위한 이러한 제어의 경우에 사용되는 밸브 구동 조정 장치는 밸브 구동 조정 장치가 없는 내연기관들에 대하여 유리하게는 연료 소비의 감소 및/또는 동력의 증가를 허락한다.
모터 차량의 전자 엔진 제어 유닛에 의해 제어되는 밸브 구동 조정 장치들은 종래 기술로부터 다양한 실시예들에서 공지된다. 여기서 3 개가 예로써 언급된다. "Valvetronic" 조정 장치(BMW)의 경우, 캠샤프트와 밸브 태핏(valve tappet) 사이에 배열되는 동작 메카니즘이 내연기관의 특정한 작동 파라미터들의 함수로서 가변(최대) 밸브 리프트를 실현하기 위해 전기 동작 모터 및 편심 샤프트에 의해 조정된다. 밸브 리프트의 상기 조정은 서로에 대한 캠샤프트와 크랭크샤프트의 상대 조정, 및 따라서 밸브 타이밍의 변동이 또한 내연기관의 작동 상태의 함수로서 수행되는 소위 캠샤프트 페이스(phase) 조정과 조합될 수 있다. 엔진 제어 유닛에 의한 밸브 동작 특징의 전자적으로 제어된 변경은 유사하게 "VTEC"(Honda) 조정 장치의 경우에 제공된다. 상기 시스템에는 하지만 상이한 동작 특징들 사이의 스위치가 엔진 작동의 특정한 파라미터들의 함수로서 일어난다는 사실을 공통적으로 갖는 상이한 변형예들이 존재한다. "Ti-VCT"(Ford) 조정 장치에서, 유압 액츄에이터들에 의해 조정이 제공된다. 조정은 전자 특성 맵 기반(characteristic-map-based) 제어에 의해 엔진 로드의 함수로서 연속적인 가변 방식으로 수행된다.
공지된 밸브 구동 조정 장치들은 조정의 변동성에 관하여 2 개의 카테고리들로, 구체적으로는 비연속적인 변동 시스템들과 연속적인 변동 시스템들로 대략적으로 더 나누어질 수 있다.
비연속적인 변동 시스템은 예컨대 밸브 당 복수의 상이한 프로파일들이 캠샤프트 상에 제공되도록 구성될 수 있다. 각각의 프로파일은 밸브에 대하여 상이한 리프트 곡선을 초래하고, 언제나 단지 하나의 프로파일이 활성될 수 있고, 상이한 프로파일들 사이의 스위칭이 수행될 수 있다. 상기 타입의 컨셉들에서, 리프트 곡선의 변경은 갑작스럽게 수행된다.
이와 관련하여, 연속적인 변동 시스템들은 더 포괄적인 밸브 구동의 변동성을 제공한다. 상기 시스템들이 밸브 동작 특징의 연속적인 변동을 허락하기 때문에, 이들은 따라서 예컨대 그렇지 않다면 갑작스러운 스위치로부터 초래되는 어려움들을 없앤다. 연속적인 시스템들은 특히 내연기관들의 저손실 로드 제어를 위해 사용된다. 예컨대 연소 챔버로의 공기 또는 혼합물 공급이 입구 밸브의 리프트 곡선의 변동성에 의해 제어되는 것이 가능하다.
특히 전자 제어 유닛에 의해 제어되는 연속적인 가변 시스템들의 경우에, 현재 밸브 리프트 또는 시스템의 현재 설정의 가장 정확한 가능한 인지가 시스템의 올바르고 빠른 제어 또는 조절을 허락하고 따라서 최적으로 연소를 제어하기 위해 필요하다. 따라서, 공지된 밸브 구동 조정 장치들의 경우에, 위치 센서(예컨대 회전 각도 변환기 등)가 제공되고 이는 조정 장치의 현재 위치(설정)를 나타내는 위치 센서 신호를 제어 유닛으로 출력한다.
이러한 위치 센서 신호가 그 후, 전자 엔진 제어 유닛에 의해 밸브 구동 조정 장치의 제어, 특히 예컨대 조절에서, 입력 변수로서 취해진다.
밸브 구동 조정 장치 상의 위치 센서의 배열은 하지만, 특히 높은 정확성으로 실제 현재 설정 상태를 나타내기 위해 상기 위치 센서에 의해 출력된 센서 신호를 찾는다면, 불리하게는 구성에 있어서 특정한 양의 경비를 수반할 것이다.
따라서 밸브 구동 조정 장치의 현재 설정에 관한 정보를 얻는 것은, 특히 이에 의해 밸브 구동 조정 장치의 신속하고 정확한 조절을 허락하기 위해, 간소화하는 것이 바람직하다.
상기 목적은 연관된 실린더 내의 압력을 측정하기 위한 실린더 압력 센서에 의해 출력된 하나 이상의 실린더 압력 신호가 간섭 신호들에 관하여 평가되고, 평가 결과는 밸브 구동 조정 장치의 제어에서 입력 변수로서 고려된다는 점에서 본 발명에 따라 달성된다.
상기 평가 결과 그 자체는 밸브 구동 조정 장치의 현재 설정을 나타내는 "센서 신호" 로서 사용될 수 있다. 하지만, 대안적으로는 상기 평가 결과는, 예컨대 현재 설정의 판정에서의 가외성(redundancy)을 실현하거나 또는 예컨대 상기 판정의 정확성의 개선을 실현하기 위해, 종래의 타입의 위치 센서 신호에 추가로 제어 유닛에 또한 공급될 수 있다. 본 발명의 다른 이점은 평가 결과가 밸브 구동 조정의 올바른 기능에 관한 진단을 수행하는데 또한 사용될 수 있다는 것으로 이루어진다. 예컨대 조정이 제어 유닛에 의해 발동되지만 평가 결과는 올바른 실제 조정을 반영하지 않는다면, 실패가 나타나고, 그의 검출 시 적절한 경고가 발생될 수 있고 및/또는 기입이 진단 메모리에 이루어질 수 있다.
실린더 압력 센서들은 엔진 기술의 분야에서 그 자체로 공지되고 실린더 압력을 측정하는 역할을 한다. 종래 기술에서, 실린더 압력 신호는 단지 연소를 평가하기 위해 사용된다. 따라서, 예컨대 연료, 공기 매스 또는 재순환된 연소 가스 분율의 계량에서의 오류들이 판정되고 및/또는 정정되는 것이 가능하다. 다중 실린더 내연기관의 경우에, 이 목적을 위해 실린더들 중 하나에서 단지 단일 실린더 압력 센서가 집합적으로 모든 실린더들의 대표로서 고려되거나, 또는 대안적으로는 별개의 실린더 압력 센서가 각각의 실린더에 대하여 제공되는 종래 기술에서의 경우이다.
이러한 실린더 압력 센서들이 보통 실린더 압력의 측정을 위해 이러한 높은 민감성 및/또는 이러한 높은 분해능을 갖고 이러한 실린더 압력 센서들은 예컨대 금속성 실린더 블럭을 통하여 전파되는(본체 전달(body-borne) 사운드) 간섭 소음들에 또한 민감하다. 본 발명의 기본 컨셉은 하나 또는 둘 이상의 실린더 압력 센서들에 의해 검출되는 하나 또는 둘 이상의 실린더 압력 신호들에서, 이러한 간섭 소음들에 의해 야기되는, 간섭 신호들이 엔진 상태, 특히 밸브 구동 조정 장치의 상태에 관한 정보의 소스로서 이용되게 하는 것이다. 하나 또는 둘 이상의 캠샤프트들이 밸브 구동(입구 및 출구 밸브들의 개방 및 폐쇄)을 실현하기 위해 회전한다면, 소음들이 발생되고 이는 하나 또는 둘 이상의 실린더 압력 신호들의 특징 간섭 신호들을 유도한다. 이러한 방해 신호들에 관한 (하나 이상의)실린더 압력 신호의 본 발명에 따른 평가에 의해, 현재 설정에 관한 결론들을 도출하는 것이 따라서 유리하게는 가능하다. 이는 예컨대 적절하게 미리 정해진 평가 기준의 사용을 통하여 달성되고, 이를 기본으로 하여, 엔진 제어 유닛에서, 밸브 구동에서의 프로세스들의 확인이 일어나고, 밸브 구동에서의 이전에 확인된 프로세스들을 기본으로 하여 현재 설정의 그 이후의 판정이 일어난다.
하나의 가능한 확인 기준은 예컨대 급작스러운 변경들, 예컨대 측정된 압력 프로파일에서의 "신호 피크들" 또는 비연속의 검출, 그리고 그의 특징(예컨대 진폭, 주파수 구성 요소들, 기간 등)을 기본으로 하여 및/또는 엔진 위치에 관한 추가적인 정보(예컨대 크랭크샤프트 신호, 캠샤프트 신호 등)를 기본으로 하여 밸브 구동에서의 매우 특별한 프로세스(예컨대 밸브 개방 또는 밸브 폐쇄 프로세스)에 변경들이 할당되는 것으로 이루어질 수 있다. 이러한 접근은 예컨대 이전에 저장된 통상적인 압력 프로파일들과 측정된 압력 프로파일(실린더 압력 신호)의 비교를 기본으로 하는 평가보다 현저히 더 쉽고, 더 빠르고 종종 더욱 정확하다.
특히, 평가는 입구 밸브들 및/또는 출구 밸브들이 개방되거나 또는 폐쇄되는 시간들 및/또는 크랭크 각도들의 확인을 포함할 수 있다. 상기 평가 단계에 대하여, 예컨대 밸브의 동작 시 관련 밸브들에 의해 야기되는 간섭 신호들이 검출되는 것이 가능하다.
특히 실제로 확연한(pronounced) 형태로 발생하고 따라서 평가에 의해 검출하기 비교적 쉬운 간섭 신호가 예컨대 밸브(입구 또는 출구 밸브)의 폐쇄 프로세스의 끝에서 유발된다. 이때 발생하는, 연관된 실린더의 범위를 정하는 벽의 구역 내의 밀봉 표면 상으로의 밸브 본체(예컨대 밸브 플레이트)의 세팅 다운(setting down)은 실제 유용한 신호(실린더 압력의 대표)에서 간섭 신호(예컨대 "신호 피크")로서 그 자체를 매우 명백하게 드러내는 기계적 진동을 유도한다.
다중 실린더 내연기관의 경우, 특히 특정한 간섭 신호를 발생하는 밸브의 간단하고 신뢰할 수 있는 확인에 관하여, 모든 실린더들에 각각 할당되는 실린더 압력 센서들의 실린더 압력 신호들이 평가되는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해, 각각의 실린더에는, 예컨대 각각의 실린더 헤드의 구역에 설치될 수 있는, 하나 이상의 실린더 압력 센서가 제공되어야만 한다.
입구 밸브의 및 또한 출구 밸브의 개방 및 폐쇄의 소음들이 하나의 실린더 압력 센서 및 이에 의한 실린더 압력 신호들의 출력의 적절한 평가에 의해 검출되는 것이 기본적으로 가능하다. 엔진 작동 동안 밸브 구동 조정 장치의 현재 설정의 판정에 대하여, 특히 입구 밸브 또는 출구 밸브의 개방 또는 폐쇄에 의해 발생되는 간섭 신호들의 시간들을 고려하는 것이 따라서 가능하다. 이에 의해 발생되는 간섭 신호들의 각각의 크기는 예컨대 구체적으로 선택되는 센서의 설치 위치에 의존한다. 예컨대 각각의 실린더의 출구 밸브보다 입구 밸브에 더 가까운, 실린더 압력 센서의 대응하는 설치에 의해, 첫 번째로는 입구 밸브 그리고 두 번째로는 출구 밸브의 간섭 신호들이 발생되는 것이 가능하며 이 신호들은, 특정한 간섭 신호를 발생하는 밸브가 간단한 방식으로(예컨대 간섭 신호 진폭을 기본으로 하여) 확인되는 것이 유리하게는 가능하도록, 평가의 범위 내에서 서로 질적으로 및/또는 양적으로 구별될 수 있다.
밸브 구동 조정 장치의 제어를 위한 입력 변수로서 고려되는 평가 결과가 특정한 밸브 개방 프로세스가 시작되거나 또는 밸브 폐쇄 프로세스가 끝나는 시간들 또는 크랭크 각도들에 관한 것이라면, 제어 유닛에서 조정 장치의 현재 설정의 판정이 예컨대, 미리 정해진 알고리즘(예컨대 제어 유닛에 저장된 특성 맵 등에 의해)을 기본으로 하여, 전체로서 밸브 동작 프로세스의 프로파일("리프트 곡선")에 관한 결론들을 이끌어 내어 실현되는 것이 가능하다. 하지만 리프트 곡선(예컨대 크랭크 각도의 함수)의 프로파일에 관한 정보는 조정 장치의 현재 설정에 관한 정보와 동등하다.
현재 설정을 판정하는 상기 방법의 함수에 대한 전제 조건은 한편 밸브 개방 기간 및/또는 밸브 타이밍(예컨대 밸브 개방 프로세스가 시작하거나 또는 밸프 폐쇄 프로세스가 끝나는 시간들 및/또는 크랭크 각도들)과 다른 한편 밸브 구동 조정 장치의 현재 설정 사이의 미리 정해진 관계일 수 있다.
상기 전제 조건은 예컨대 변수 설정이 밸브 리프트 대 크랭크 각도의 플롯(plot)에서 교차하지 않는 리프트 곡선들의 세트에 의해 나타낼 때 충족된다. 이러한 경우, 상이한 밸브 타이밍들은, 밸브 구동 조정 장치의 구체적인 작동 모드를 고려하여, 상기 밸브 타이밍의 인지에 의해 그 후의 유일하게 연관된 리프트 곡선들을 추론하는 것이 가능하도록, 상이한 리프트 곡선들을 산출한다. 이후의 추론은 예컨대 제어 유닛의 적절한 평가 소프트웨어를 사용하여 수행될 수 있고, 이에 의해 밸브 타이밍의 이전의 판정이 또한 수행된다.
본 발명에 의해, 적절하다면 밸브 구동 조정 장치의 구역에 제공되는 위치 센서와 독립적으로 상기 조정 장치의 현재 설정에 관한 정보를 얻는 것이 따라서 가능하다. 따라서 특히 구체적으로는 이 목적을 위해 제공되는 위치 센서를 생략하는 것이 가능하다. 본 발명의 범위 내의 하나 이상의 실린더 압력 센서의 "올바르지 않은 사용" 은 얻어지는 하나 또는 둘 이상의 실린더 압력 신호들이 또한 "종래의 방식" 으로, 즉 엔진 작동에서의 연소 질을 감정하기 위해 사용되는 것을 어떠한 방식으로도 배제하지 않는다.
하나의 실시예에서, 각각의 밸브의 동작 특징의 변경은 밸브 리프트 조정을 포함하는 것이 제공되고 평가 결과는 밸브 리프트 조정의 제어에서 입력 변수로서 고려된다. 이는 밸브 구동 조정 장치가 상이한 최대 밸브 스트로크들을 달성하도록 동작될 수 있는 것을 의미한다.
각각의 밸브의 동작 특징의 변경이 캠샤프트 페이스 조정을 포함하고 평가 결과는 캠샤프트 페이스 조정의 제어에서 입력변수로서 고려되는 것이 대안적으로 또는 추가적으로 제공될 수 있다. 이는, 넓은 의미에서, 밸브 구동 조정 장치가 각각의 밸브의 밸브 타이밍을 변경하기 위해 동작될 수 있는 것을 의미한다. 좁은 의미에서, "캠샤프트 페이스 조정" 은, 이 목적을 위해 적절한, 캠샤프트와 크랭크샤프트 사이의 상대 회전을 나타낼 수 있다.
상기 언급된 옵션들을 조합하는 바람직한 실시예에서, 동작 특징의 변경은 각각의 밸브의 밸브 리프트 조정 및 또한 캠 페이스 조정(즉 타이밍의 변경) 양쪽을 포함한다.
하나의 실시예에서, 각각의 밸브의 동작 특징의 변경은 연속적인 가변 방식으로 일어난다.
종래의 내연기관들에서, 캠샤프트 각도에 의존하는 캠샤프트 신호를 출력하는 캠샤프트 센서가 제공된다. 하지만, 이에 관하여, 본 발명의 범위 내에서 원리적으로 생각해 볼 수 있는, 캠샤프트 각도의 판정에서, 캠샤프트 센서 및 이에 의해 출력된 캠샤프트 신호의 사용을 생략하는 가능성을 지적하는 것이 필요하다. 이 목적을 위해 실린더 압력 신호의 간섭 신호들에 관한 평가 결과를 사용하는 것을 원리적으로 생각해 볼 수 있다.
캠샤프트 센서가 제공되는 본 발명의 실시예에서, 밸브 구동 조정 장치의 제어를 위해, 밸브 구동 조정 장치의 현재 설정은, 평가 결과를 기본으로 하여 검출되는, 예컨대 밸브 동작 프로세스의 특정한 경우의 시간 또는 크랭크 각도 덕분에 판정되는 것이 가능하고, 이 밸브 동작 프로세스는, 캠샤프트 신호를 기본으로 하여 검출되는, 동일한 밸브 동작 프로세스의 다른 특정한 경우의 시간 또는 크랭크 각도에 대하여 설정된다.
평가 결과를 기본으로 하여 검출되는 시간은 특히 특정한 밸브를 폐쇄하는(밸브 밀봉 표면 상의 밸브 본체의 세팅 다운) 시간(크랭크 각도와 동일한 뜻)일 수 있다. 상기 시간은, 최대 밸브 리프트가 이전에 도달되는, 캠샤프트 신호(보통 크랭크샤프트 신호를 연대적으로 고려함)를 기본으로 하여 판정되는, 시간 또는 크랭크샤프트 각도에 대하여 설정될 수 있다. 상기 2 개의 시간들 및/또는 크랭크 각도들로부터, 그 후 간단한 차이 계산에 의해 밸브 폐쇄 프로세스의 최대 리프트와 종료 사이의 시간 기간 또는 크랭크 각도를 판정(계산)하는 것이 가능하다. 상기 차이로부터, 그 후, 적절한 소프트웨어 알고리즘 또는 이전에 저장된 특성 맵를 다시 사용하여, 밸브 구동 조정 장치의 현재 설정을 추론하는 것이 가능하다.
상기에서 이미 언급된 것과 같이, 현재 설정을 판정하기 위한 상기 방법은 예컨대 밸브 구동 조정 장치의 변동성이 교차하지 않는 밸브 리프트 곡선들의 세트에 의해 나타내어질 때 기능한다. 이러한 경우, 상이한 리프트 곡선들에 대한 밸브 동작의 최대 리프트 및 종료 사이(각각의 밸브의 완전한 폐쇄)에 항상 상이한 시간 또는 크랭크 각도 차이들이 있다.
하지만 밸브 폐쇄 시간의 판정을 기본으로 하여 연관된 리프트 곡선 또는 설정을 또한 판정하는 상기 방법은 또한 예컨대 조정 장치의 조정이 밸브 폐쇄 시간의 변경과 연관되는 것이 아니라 단지 (최대)밸브 스트로크의 변경과 연관될 때 또한 가능하다. 구체적으로는, 이러한 경우, 각각의 밸브 밀봉 표면(예컨대 실린더 헤드 상의 입구 개구) 상으로의 밸브 본체(예컨대 밸브 플레이트)의 세팅 다운으로부터 초래되는 간섭 소음은 일반적으로 이전에 달성된 밸브 리프트의 함수로서 변할 것이다. 이는 예컨대 밸브 본체가 밀봉 표면에 대하여 충돌하는 속도 때문인 경우이며, 상기 속도는 이전에 도달된 최대 밸브 스트로크에 의존한다. 하지만 발생된 소음 또는 본체 전달 음향의 이러한 차이가 실린더 압력 신호의 평가에서 검출될 수 있기 때문에, 이러한 경우, 마찬가지로 이전에 도달된 최대 밸브 스트로크 및 따라서 밸브 구동 조정 장치의 설정에 관한 대응하는 결론들을 이끌어내는 것이 가능하다.
이미 언급된 것과 같이, 본 발명의 범위 내에서 캠샤프트 각도를 판정하기 위해 제공되는 캠샤프트 센서를 생략하는 것을 생각해 볼 수 있다. 하지만, 상기 타입의 캠샤프트 센서가 제공된다면, 그 후 제어 유닛에 의해 수행되는 것과 같은 캠샤프트 각도의 판정은 유리하게는 예컨대 실린더 압력 신호의 평가를 추가적으로 고려하는 본 발명의 범위 내에서 실현될 수 있다.
공지된 엔진들에서, 크랭크샤프트가 회전하는지 및 얼마나 빠르게 회전하는지에 관한 정보가 크랭크샤프트 신호를 기본으로 하여 얻어진다. 상기 크랭크샤프트 신호는 보통 "치형(toothed) 신호" 이며 : 크랭크샤프트 신호의 각각의 펄스는 복수의 치형이 제공되는 엔코더 휠의 치형에 대응한다. 각각의 경우 일 크랭크샤프트 공전(360°)에 대하여 제공되는 동기화 펄스가 보통 대응하는 치형의 개수 이후에 단일 또는 이중 "치형 공간"에 대응한다.
캠샤프트 신호는 캠샤프트 각도를 엔코딩하는 역할을 하고, 가장 간단한 경우에, 캠샤프트의 2 개의 연이은 공전들에 할당되는 2 개의 상이한 레벨들을 갖는다. 하지만 캠샤프트 신호는 또한 다른 신호 또는 펄스 형상들을 가질 수 있다. 하지만 캠샤프트 신호가 2 개의 연이은 크랭크샤프트 공전(720°)들에 대응하는 2 개의 부분(각각의 경우 360°)들로의 엔진의 각각의 작업 사이클의 나눔을 허락하는 것을 보장해야 한다.
그 자체가 공지된 이러한 크랭크샤프트 신호들 및 캠샤프트 신호들은 또한 유리하게는 본 발명의 범위 내에서 제공될 수 있다(예컨대 DE 100 56 862 C1 과 비교).
본 발명의 하나의 개선에서, 평가 결과는 크랭크샤프트 센서에 의해 크랭크샤프트 신호의 타당성을 및/또는 캠샤프트 센서에 의해 출력된 캠샤프트 신호의 타당성을 검사하는데 사용되는 것이 제공된다. 따라서, 예컨대 크랭크샤프트 신호 및/또는 캠샤프트 신호의 오류 (결함)발생의 상황이 진단되고 예컨대 모터 차량들에서 종래적인 것과 같이 진단 메모리에 실패 기입으로서 저장되는 것이 가능하다. 타당성 검사는, 예컨대 치형 벨트들 또는 체인들과 같은 올바르지 않게 조립된 캠샤프트 구동부들에서의, 임의의 조립 오류들을 진단하기 위해 또한 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 크랭크샤프트 및/또는 캠샤프트 신호의 언급된 타당성 검사는 다른 목적들을 위해 사용될 수 있다.
예컨대, 하나의 개선에서, 간섭 신호들에 관한 실린더 압력 신호의 평가의 결과가, 타당하지 않은 크랭크샤프트 신호의 검출의 경우에, 상기 크랭크샤프트 신호의 대체로서 또는 상기 크랭크샤프트 신호를 정정하기 위해, 및/또는 타당하지 않은 캠샤프트 신호의 검출의 경우에, 상기 캠샤프트 신호의 대체로서 또는 상기 캠샤프트 신호를 정정하기 위해 사용되는 것이 제공된다.
특히, 본 발명에 따라 제공되는 평가 결과는 따라서 회전 속도 계산 및/또는 결함이 있는 크랭크샤프트 센서의 경우 또는 크랭크샤프트 신호(제어 유닛으로의)의 제공 영역 내의 결함의 경우에 긴급 운행을 실현하기 위해 또한 사용될 수 있다. 결함이 있는 캠샤프트 센서 또는 캠샤프트 신호의 오류 제공의 상황에 대하여 동일하게 적용된다.
본 발명의 범위 내의 다른 관심의 가능성은 평가 결과를 구성 요소 공차들 및/또는 노화의 결과로서 밸브 구동 또는 밸브 구동 조정 장치의 편차들을 확인하고 그 후 바람직하게는 적용하는데 고려하는 것으로 이루어진다. 구성 요소 공차들 및/또는 노화는 특히 밸브 개방 프로세스들 및 밸브 폐쇄 프로세스들에 대하여 설계 의도된 시간들 및/또는 각도들의 편차를 초래할 수 있다. 이러한 경우, 단지 밸브 구동 조정 장치의 캠샤프트 신호 및/또는 위치 센서 신호를 기본으로 하여 얻어지는 정보는 실제 개방 및 폐쇄 프로세스들의 시간들 및/또는 각도들에 관하여 부정확할 수 있다. 하지만 밸브들의 실제 개방 및/또는 폐쇄 프로세스들이 방해 신호들에 관한 실린더 압력 신호의 평가에 의해 검출될 수 있기 때문에, 평가 결과는, 엔진 제어 및 특히 밸브 구동 조정 장치의 제어를 위해, 실제로 극도로 귀중한, 정보 소스가 된다.
간섭 신호들에 관한 실린더 압력 신호의 평가의 본 발명에 따른 고려(또는 위치 센서 신호, 크랭크샤프트 신호 및/또는 캠샤프트 신호에 추가로 연대적 고려) 덕분에, 실린더 압력 신호는, 예컨대 캠샤프트 조정 시스템들에 대하여 밸브 구동 조정 장치들의 정확한 동작을 위한 추가적인 유익을 제공한다(예컨대 "페이스 전환기"). 실린더 압력 신호를 기본으로 하여 얻어지는 평가 결과가 특히 밸브 구동 조정 장치의 제어 요소의 위치 설정 및/또는 조절하기 위해 이용되는 것이 유리하게는 가능하다. 평가 결과는 밸브 구동 내의 관련 프로세스들의 정확한 시간들을 산출하고, 시간들은, 예컨대 그렇지 않다면 종래의 방식으로 구성되는, 제어 또는 조절을 위한 귀중한 현재 정보의 역할을 할 수 있다.
내연기관을 제어하기 위해 사용되는 제어 유닛이 전자 장비, 특히 프로그램 제어된 제어 유닛(예컨대 마이크로제어기)으로서 종래의 방식으로 제공될 수 있다. 하지만, 본 발명의 범위 내에서, 제어 유닛은 상기 설명된 타입의 제어 방법이 실행되도록 더 개발된다(예컨대 제어 소프트웨어의 대응하는 수정에 의해).
제어 방법에 관하여 상기 이미 설명된 특별한 특징들 및 설계 변형예들은 본 발명에 따른 제어 유닛의 개선을 위해 비슷하게 제공될 수 있다.
본 발명은 이하의 예시적인 실시예를 기본으로 하여 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 4 스트로크 적용 점화 엔진의 형태인 내연기관의 개략적인 단면도를 나타내고,
도 2 는 도 1 의 엔진의 크랭크 각도의 함수로서 실린더 압력 신호 프로파일을 도시하는 도면이고,
도 3 은 하이 패스 필터링된(high-pass-filtered) 실린더 압력 신호 대 크랭크 각도의 플롯을 나타내는 도면이고,
도 4 는 도 1 의 엔진의 밸브 구동 조정 장치의 현재 설정과 크랭크 각도의 함수로서 밸브의 상이한 리프트 곡선들의 도시를 나타내는 도면이다.
도 1 은, 이러한 경우 예컨대 4 실린더 4 스트로크 적용 점화 엔진인, 내연기관을 도시한다.
각각의 실린더(12)에는 내연기관(10)의 입구 측 흡기 파이프 안으로 연료(이러한 경우 가솔린)를 분사하기 위한 하나 이상의 분사 밸브 또는 연료 분사기(14)가 할당된다.
또한, 각각의 실린더(12)에는 각각의 경우 입구 및 출구 밸브들을 동작시키기 위해 하나 이상의 입구 밸브(16) 및 하나 이상의 출구 밸브(18) 및 또한 하나 이상의 캠샤프트가 할당된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 캠샤프트(20)가 입구 밸브(16)들을 동작시키기 위해 제공되고 다른 캠샤프트(도시되지 않음)가 출구 밸브(18)들을 동작시키기 위해 제공된다.
그 자체가 공지된 방식에서, 캠샤프트들과 크랭크샤프트(22) 사이에 회전식으로 커플링되는 연결이 있고, 상기 회전식으로 커플링되는 연결은 예컨대 타이밍 체인 등에 의해 실현되고, 내연기관(10)의 작동 동안, 캠샤프트들이, 4 스트로크 사이클 당 가스 변경 또는 작업 사이클을 실현하게 하기 위해, 크랭크샤프트(22)의 회전 속도의 절반으로 회전하는 것을 보장한다.
전자 제어 유닛(24)으로, 그 중에서도 캠샤프트(20)의 회전 위치에 의존하는 캠샤프트 신호(CAM)와 크랭크샤프트(22)의 회전 위치에 의존하는 크랭크샤프트 신호(CRK)가 입력된다. 상기 신호(CAM 및 CRK)들은 적절한 센서들, 이러한 경우 캠샤프트 센서(26) 및 크랭크샤프트 센서(28)에 의해 발생된다.
그 자체가 공지된 방식에서, 신호(CAM 및 CRK)들은 각각의 경우 사각형 신호들로서 발생된다.
크랭크샤프트 신호(CRK)의 각각의 펄스는 엔코더 휠의 치형에 대응하고, 이중 치형 공간은 각각의 경우 크랭크샤프트(22)의 한 번의 완전한 공전(360°) 이후 동기화 펄스를 제공한다. 엔코더 휠의 둘레 상에 통상적으로 예컨대 30 또는 60 개의 치형("갭"에서 생략되는 치형을 뺌)이 배열된다.
캠샤프트 신호(CAM)의 2 개의 상이한 레벨들은 크랭크샤프트(22)의 2 개의 연이은 공전들에 대응한다.
캠샤프트(20) 및 크랭크샤프트(22)의 회전 위치들의 상기 엔코딩들에 관하여, 예컨대 엔진 작동 동안 유발되는 이러한 신호(CRK 및 CAM)의 시간 프로파일들이 개략적으로 도시되고 더 상세하게 설명되는, 독일 특허 DE 100 56 862 C1 이 인용에 의해 본원에 포함된다.
내연기관(10)의 작동 동안, 전자 제어 유닛(24)은 특히 각각의 연관된 연료 분사기(14)에 의한(동작 신호 INJ) 실린더(12)들 안으로의 연료의 분사를 제어한다(분사 시간들). 또한, 제어 유닛(24)은 또한, 이러한 경우 특히 각각의 실린더(12)에 각각 할당된 점화 플러그(30)에 의한(고압 펄스 IGN) 적용 점화(점화 시간)와 같은, 내연기관의 다른 프로세스들을 또한 제어한다.
도 1 에 기호식으로 나타낸 밸브 구동 조정 장치(21)는 캠샤프트(20)에 의해 동작되는 밸브(이러한 경우 입구 밸브(16)의 동작 특징을 제어 가능하게 변경하기 위한 역할을 한다.
회전식으로 결합하는 커플링의 결과로서 캠샤프트(20)와 크랭크샤프트(22) 사이의 고정된 각도 배치(이에 의해 캠샤프트(20)는 크랭크샤프트(22)의 회전 속도의 절반으로 회전한다)는, 도시된 예시적인 실시예에서 마찬가지로, 적절한 경우이다.
하지만 입구 밸브(16)의 동작은 가변적이지 않은 메카니즘(예컨대 간단한 로커 아암 등)에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 실현되지 않고, 오히려, 도 1 에 도시된 것과 같이, 제어 유닛(24)에 의한 조정 신호(VADJ)에 의해 제어될 수 있는 밸브 구동 조정 장치(21)에 의해 실현된다. 이에 의해 동작 특징, 즉 이러한 경우 캡샤프트(20)의 현재 회전 각도 위치(캠샤프트 각도)와 밸브(16)의 현재 밸브 리프트(VLFT)(도 4 비교)가 제어(특히 조절)되는 것이 가능하다. 특히, 동작 특징의 변경의 조절을 위해, 밸브 구동 조정 장치(21)의 현재 설정에 관한 가장 정확한 가능한 정보를 얻는 것이 필요하다. 이 목적을 위해, 파선에 의해 도 1 에 기호화된 것과 같이, 대응하는 센서 신호를 제어 유닛(24)으로 출력하는, 예컨대 대응하는 "위치 센서"가 제공될 수 있다. 여기서 설명된 것과 같이, 밸브 구동 조정 장치(21)의 현재 설정은 상이한 방식으로 판정될 수 있기 때문에, 이러한 위치 센서는 도시된 내연기관(10)으로부터 생략될 수 있는 것이 이 시점에서 이미 지적되었다.
각각의 엔진의 하나 또는 둘 이상의 작동 파라미터(로드, 회전 속도 등)들의 함수로서 밸브 타이밍을 변하게 하는 것(예컨대 소위 밸브 겹침을 변하게 하기 위해) 및/또는 이러한 작동 파라미터들의 함수로서 (최대)밸브 리프트를 변하게 하는 것이 밸브 동작 특징의 변경의 목적이다. 도 4 는 동작 특징의 변경을 도시하고, 밸브 타이밍 및 또한 밸브 리프트 양쪽이 변하게 된다.
장치(21)를 제어하기 위한 알고리즘에 따른 제어 유닛(24)에 의해 발생되는 조정 신호(VADJ)에 의해, 예컨대 이 목적을 위해 동작 특징을 변경하기 위한 제어 요소로서, 전기기계식 또는 전기유압식 액츄에이터가 동작되는 밸브 구동 조정 장치(21)에 배열된다.
동작 특징의 변경(이러한 경우 입구 밸브(16)에 대한)은 단차식 또는 연속적인 가변 방식으로 일어날 수 있다.
여기서, 동작 특징의 변경은 밸브 (최대) 리프트 조정 및/또는 밸브 타이밍의 변경을 제공할 수 있다. 도 1 에 도시된 예시적인 실시예와 대조적으로, 밸브 타이밍은 또한 소위 "페이스 전환기"에 의해 실현될 수 있고 이에 의해 크랭크샤프트에 대한(및/또는 다른 캠샤프트에 대한) 각각의 캠샤프트(이러한 경우 캠샤프트(20))의 회전은 예컨대 로드 의존 및/또는 회전 속도 의존 방식으로 영향을 받는다. 이러한 조정 시스템들은 모터 차량 엔진들에서의 일련의 사용에서 가장 폭넓게 사용되는 가변 밸브 제어기들이다. 이러한 특별한 조정 장치(페이스 전환기들)들의 경우, 캠 프로파일들 이들 자체 및 따라서 최대 밸브 리프트 및 밸브 개방 기간은 보통 변경되지 않고 남아있다.
특히 동작 특징의 연속적인 변경의 경우에, 각각의 밸브 구동 조정 장치 상의 캠샤프트 센서의, 또는 크랭크샤프트 센서의 및 위치 센서의 센서 신호들이 동작 특징의 변경의 제어에서 입력 변수로서 고려되는 것은 종래 기술에서의 통상적인 경우이다.
하지만 이는, 특히 상기 신호가 높은 정확도를 갖는 밸브 구동 조정 장치의 현재 위치를 나타내는 것이 의도된다면, 위치 센서 신호의 제공을 위한 구성에 있어서의 대응하는 경비의 양과 연관된다. 실제로, 상기 문제는 예컨대 일반적으로 유발되는 공차들 또는 시간의 코스의 초과에 의해 심화된다.
상기 문제는 도시된 내연기관(10)의 경우 각각의 실린더(12)들에는 현재 실린더 압력을 나타내는 실린더 압력 신호(도 2 와 비교)를 제어 유닛(24)으로 출력하는 실린더 압력 센서(32)가 할당된다는 점에서 해결된다. 제어 유닛(24)에서 실행되는 엔진 제어 소프트웨어에 의해, 실린더 압력 신호(P)는 실린더(12)들에서의 연소의 평가를 위해, 그리고 이를 기본으로 하여, 연료의 계량을 위해, 재순환되는 연소 가스 분율 또는 공기 매스의 평가를 위해 고려된다. 하지만, 상기 설명된 문제의 해결을 위해, 제어 유닛(24)이 또한 실린더 압력 신호에 포함된 간섭 신호들에 관한 실린더 압력 신호(P)의 평가를 수행하고, 상기 평가의 결과는 밸브 구동 조정 장치(21)의 제어를 위한 입력 변수로서 고려되는 것이 중대하다. 이하에 설명되는 것과 같이, 상기 간섭 신호들은 밸브들의 위치들에 관한 및 따라서 예컨대 밸브 구동 조정 장치(21)의 현재 설정에 관한 결론들을 이끌어내는 것을 가능하게 한다.
각각의 실린더 압력 센서(32)는 유리하게는, 종래 기술로부터 이미 공지된 모든 압력 측정 원리들에 따라 구성될 수 있고 기능할 수 있다. 이에 의해 출력된 센서 신호(P)는 각각의 실린더(12)에 만연한 압력에 의해 주로 판정되지만, 센서 신호(P)의 영향을 미치는 것이, 실린더 압력 센서들에 전달되는 소음들 또는 본체 전달 음향의 결과로서 사실상 압력 측정의 가공물로서 실제로 발생한다. 이러한 소음들은 예컨대 밸브 구동의 모든 기계적 프로세스들에 의해 원리적으로 야기된다. 따라서 발생되는 간섭 신호들 중에서, 이는 다시, 특히 지배적인 간섭 신호들이 밸브 폐쇄 프로세스의 판정에 의해 야기되는 것인 경우이다. 도시된 예시적인 실시예에서, 예컨대 엔진 블록의 밸브 밀봉 구역 상의 입구 밸브(16)의 밸브 플레이트의 세팅 다운은 실린더 압력 신호(P) 내의 대응하는 (특징)간섭 신호를 유도한다.
실린더 압력 신호(P)의 평가에 의해, 입구 밸브(16)가 폐쇄되는 시간(및/또는 크랭크 각도)을 매우 정확하게 검출하는 것이 따라서 가능하다.
원리적으로, 그리고 도시된 예시적인 실시예에 대조적으로, 실린더(12) 당 하나 이만의 실린더 압력 센서의 사용이 이루어지는 것을 생각해 볼 수 있다. 특히 내연기관(10)의 각각의 밸브가 실린더 압력 센서에 대하여 상이한 공간적 관계(예컨대 간격)을 갖기 때문에, 미리 정해진 평가 기준을 기본으로 하여 특정한 밸브에 대한 특정한 간섭 신호의 할당을 실현하는 것이 가능하다. 예시적인 실시예에 또한 제공되는 것과 같이, 각각의 경우 하나의 실린더 센서(32)가 실린더(12) 당 제공된다면(예컨대 실린더 헤드에서, 실린더의 범위를 정하는 벽 상에) 이는 평가 비용에 대하여 더 양호하고, 더 간단하다.
하나의 그리고 동일한 실린더(12)의 상이한 밸브들에 의해 야기되는 간섭 신호들의 구분의 간소화는 예컨대 각각의 실린더 압력 센서(32)가 밸브들 사이의 "중간" 에 배열되지 않고 오히려 예컨대 개별 밸브들에 대하여 명백하게 상이한 "음향 공간들" 에 의해 실현될 수 있다. 이러한 경우, 이는 특히 간섭 신호들의 진폭들이 각각의 음향 간섭 소음이 비롯되는 밸브들의 진폭에 따라 상이하게 되는 경우이다.
도 1 에 도시된 예시적인 실시예에 대조적으로, 내연기관(10)은 또한 단지 단일 실린더(12)를 가질 수 있다. 이러한 단일 실린더 내연기관들은 예컨대 모터 사이클들에서 종종 사용된다. 단일 실린더 내연기관의 경우, 마찬가지로, 본 발명에 의해 밸브 구동 조정 장치의 제어를 위한 방편인 신호의 판정을 실현하는 것이 가능하다.
실린더 압력 신호(P)의 평가의 실현을 위한 하나의 가능성은 도 1 및 도 3 을 기본으로 하여 이하에 더 상세하게 설명될 것이다.
도 2 는 크랭크(샤프트) 각도(CRA)의 함수로서, 실린더 압력 센서(16)에 의해 내연기관(10)에서 측정되는, 실린더 압력 신호(P)의 예시적인 프로파일을 나타내는 도면이다. 이 도시에서, CRA = 0°의 값은 실린더(12) 내의 피스톤 운동의 상사점에 대응한다. 신호(P)의 프로파일은 여기서 내연기관(10)의 외부적으로 구동되는 작동의 상황에 대하여 도시된다. 하지만 유사한 신호 프로파일이 또한 초과운행 작동에서 달성된다.
도시된 예에서, 간섭 신호가 입구 밸브(16)의 폐쇄에 할당될 수 있는, 대략 -140°의 크랭크 각도(CRA)에서의 실제 실린더 압력 프로파일 상에 포개어지는 간섭 신호(S1)가 도 2 에서 명백하게 가시적이다.
이러한 간섭 구성 요소들에 관한 실린더 압력 신호(P)의 평가의 바람직한 실시예에서, 실린더 압력 신호(P)는 첫 번째로는 하이 패스 필터링된다.
도 3 은 도 2 로부터의 실린더 압력 신호(P)의 하이 패스 필터링의 결과를 나타내는 도면이다. 하이 패스 필터링된 신호(PD)는, 도 3 에서 볼 수 있는 것과 같이, 그 이후의 평가 스테이지에서, 개별 간섭 신호들이 더 쉽게 검출될 수 있고 밸브 구동에서 관련 프로세스들에 할당될 수 있게 하도록, 가상으로 독점적으로 간섭 신호들로 이루어진다.
특히 이러한 하이 패스 필터링 이후에, 작동 동안의 입구 밸브들 및/또는 출구 밸브들에 의해 발생되는 이러한 간섭 신호들에 관한 평가를 간단한 방식으로 실행하는 것이 가능하다.
도 3 에 나타낸 것과 같이, 실제 실린더 압력 신호(P)로부터의 "밸브 폐쇄" 신호를 판정하는 것이 따라서 간단한 하이 패스 필터 및 간섭 펄스들의 판정(예컨대 미리 정해진 역치의 초과를 기본으로 하여)에 의해 이미 가능하다. 하나 또는 둘 이상의 미리 정해진 역치들의 초과에 관한 필터링된 신호의 검사에 더하여 또는 대안적으로는, 예컨대 실제로 검출된 신호 패턴과 각각의 밸브 구동 프로세스들에 할당되는 이전에 저장된 신호 패턴들 사이의 패턴 비교를 실행하는 것이 가능하다. 하지만 이러한 패턴 비교는 바람직하게는 이전에 이미 그 자체로 확인된 "간섭 신호 프로파일" 에 대하여만 실행된다. 이미 언급된 것과 같이, 이러한 간섭 신호 프로파일의 시작은 예컨대 실린더 압력 신호(P)의 급작스러운 또는 비정상적인 변경의 검출에 의해 성립될 수 있다. 그 이후에 발생되는 신호 프로파일은, 간섭을 특정한 밸브 구동 프로세스에 할당하기 위해, 발동 사건을 확인하기 위한 목적을 위해, 이전에 저장된 신호 패턴들과 비교될 수 있다. 패턴 비교가 최대한은 간섭 신호 그 자체에 대하여 실행되고 더 길게 유지되는 신호 프로파일에 대해서는 실행되지 않는, 이러한 접근은 특히 신속하게 유용한 평가 결과를 제공한다.
도시된 예시적인 실시예에서, 상기 평가 결과는 따라서 입구 밸브(16)가 폐쇄되는 시간 및/또는 크랭크 각도(CRA)를 제공한다.
도 4 를 참조하여, 제어 유닛(24)에서 실행되는 소프트웨어에 의해, 어떻게 밸브 구동 조정 장치(21)의 현재 설정이 상기 "밸브 폐쇄" 정보로부터 추론되는지가 이하에 설명될 것이다.
도 4 는, 예로서, 12 개의 상이한 "리프트 곡선들", 즉 현재 밸브 리프트(VLFT)의 프로파일들을 크랭크 각도(CRA)의 함수로서 나타내는 도면이다.
도시된 것과 같이, 이러한 플롯에서, 상이한 리프트 곡선들은 교차하지 않는 프로파일들의 세트를 형성한다.
도 4 에 도시된 동작 특징의 연속적인 변경의 경우에, 무한대의 개수의 상이한 리프트 곡선들을 얻는 것이 이론적으로는 가능하다. 도 4 에서 예로서 도시된 12 개의 프로파일들은, 밸브 구동 조정 장치(21)의 모든 조정이 특히 각각의 밸브(입구 밸브(16))를 폐쇄하는 시간 및/또는 크랭크 각도(CRA)의 변경을 유도하는 것으로 이루어지는, 여기서 사용되는 조정성의 특별한 특징을 단지 도시하기 위한 것으로 의도된다. 다시 말하면, 폐쇄 시간에 관한 정보를 기본으로 하여, 밸브 구동 조정 장치(21)의 현재 설정 및 전체 리프트 곡선 프로파일을 추론하는 것이 가능하다.
예컨대, 상기 현재 설정이 최대가 도 4 에서 VLFTmax* 로 기재되고 크랭크 각도에 있어서 그 끝이 도 4 에서 CRAclose* 로 기재되는 리프트 곡선을 제공하는 것으로 가정하자. 캠샤프트 신호(CAM)를 기본으로 하여(크랭크 신호(CRK)와 관련하여), 제어 유닛(24)은 최대 리프트의 각도 위치를 판정할 수 있다(도 4 에서 0°로 나타냄). 시간 또는 크랭크 각도(CRAclose*)와 조합하여, 도 4 에서 DELTA*로 기재된, 최대 리프트와 밸브 폐쇄 시간 사이의 각도 간격을 계산하는 것이 가능하다. 도시된 예시적인 실시예에서, 상기 간격은 밸브 개방 시간의 절반이 되고 최대 리프트(VLFTmax*) 및 연관된 리프트 곡선에 독특하게 할당될 수 있다. 엔진 제어기에서, 상기 할당은 적절한 소프트웨어 알고리즘에 의해 및/또는 이전에 저장된 특성 맵의 사용을 통하여 매우 일반적으로 수행될 수 있다.
상기 설명된 예에서, 실린더 압력 신호(P)의 평가의 결과는 입구 밸브(16)가 폐쇄되는 시간 및/또는 크랭크 각도(CRAclose*)를 개시한다. 이러한 특정 방식으로 판정되는 시간(및/또는 이로부터 비롯되는 DELTA* 와 같은 시간 기간)의 몇몇 다른 특성)이, 입력 변수로서, 출력 변수로서 밸브 구동 조정 장치(21)에 대한 조정 신호(VADJ)를 발생하는, 제어 유닛(24)에서 실행되는 엔진 제어 소프트웨어의 이 부분에 공급된다. 상기 발생은 출력 변수가 입력 변수에 의존하는 계산을 기본으로 한다.
따라서, 밸브 동작 프로세스들의 간섭 신호들의 특징에 관한 실린더 압력 신호의 본 발명에 따른 평가에 의해, 특히 밸브 리프트 조절 시설을 구성하는 것이 가능하고 밸브 구동 조정 장치(21)의 현재 설정을 검출하기 위해 구체적으로 제공되는 위치 센서가 생략될 수 있고 및/또는 (예컨대 노화 유도된)위치 센서 신호의 편차들이 유리하게는 적응될 수 있다.
요약하면, 내연 기관(10)에서, 간섭 소음들에 대한 실린더 압력 센서(32)의 민감성은 하나 이상의 밸브의 현재 위치에 관한 정보를 간섭 신호들로부터 최초로 얻기 위해 및 (제어 유닛(24)의 구역에서의 가능한 다른 평가에 의해)밸브 구동 조정 장치(21)의 제어를 위해 귀중한 정보(예컨대 CRAclose* 및/또는 DELTA*)를 제공하는데 이용된다.
예컨대, 내연기관(10)에 소위 "페이스 전환기" 의 형태의 가변 밸브 제어기(밸브 구동 조정 장치)가 구비된다면, 이는 더 이상 독특하지 않고 및/또는 각각의 조정 장치의 상태에 의존하는 캠샤프트 각도와 밸브 동작 사이의 할당을 수반한다. 실린더 압력 신호(P)로부터 판정되는 "밸브 폐쇄" 와 같은 시간의 사용에 의해, 밸브의 위치에 관한 실제 물리적인 피드백이 항상 제어 유닛(24)에 제공된다. 상기 정보는 따라서 유리하게는 대응하는 조정 시스템의 동작(특히 조절)에서 이용될 수 있다.
또한, 상기 정보는 예컨대 (가변 밸브 제어기의)캠샤프트 위치 센서들의 실패들 및/또는 편차들을 검출 및/또는 적응하기 위해 사용될 수 있다.
심지어 캠샤프트 센서가 없는 엔진의 작동이 가능하다(대신 고려되는 실린더 압력 신호(P)의 결과 덕분에). 또한, 엔진의 긴급 운행이 크랭크샤프트 센서 및/또는 캠샤프트 센서의 검출의 경우에 가능하다.
엔진(10)의 조립 동안, 기본 위치에서의 캠샤프트(20)와 크랭크샤프트(22) 사이의 회전 각도에 있어서의 할당이, 예컨대 모터 차량 작업장에서의 캠샤프트 치형 벨트의 변경 동안, 올바르게 실행되지 않는다면, 엔진 제어기(24)는 캠샤프트(22)의 위치에 관하여 실패 정보를 갖는다. 이는 보통은 연소를 위한 파라미터들이 엔진 제어 유닛(24)에 의해 올바르게 설정되지 않을 수 있는 결과를 갖게 할 것이고, 이는 증가된 방출물, 조악한 엔진 운행, 및 극심한 경우 심지어 엔진 손상을 유도할 수 있다. 유사한 문제가 제품 공차들, 노화 등으로부터 초래되는 편차들의 경우에 유발된다. 하지만 이러한 조립 에러들 및 또한 작동 동안 단지 이후에 유발되는 설정 지점 위치 또는 형상으로부터의 편차들은 유리하게는 실린더 압력 신호(P)의 평가에 의해 검출되고 고려된다.

Claims (8)

  1. - 연료를 분사하기 위한 실린더(12) 당 하나 이상의 연료 분사기(14),
    - 하나 이상의 입구 밸브(16) 및/또는 하나 이상의 출구 밸브(18)를 동작시키기 위한 하나 이상의 캠샤프트(20)로서, 밸브 구동 조정 장치(21)가 캠샤프트(20)에 의해 동작되는 하나 이상의 밸브(16)의 동작 특징의 제어 가능한 변경을 위해 제공되는, 캠샤프트(20),
    - 크랭크샤프트 각도(CRA)를 나타내는 크랭크샤프트 신호(CRK)를 출력하는 크랭크샤프트 센서(28), 및
    - 밸브 구동 조정 장치(21) 및 연료 분사를 제어하기 위한 제어 유닛(24)을 갖는 단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법에 있어서,
    연관된 실린더(12) 내의 압력을 측정하기 위해 실린더 압력 센서(32)에 의해 출력되는 하나 이상의 실린더 압력 신호(P)는 간섭 신호(S1)들에 관하여 평가되고, 평가 결과는 밸브 구동 조정 장치(21)의 제어에서 입력 변수로서 고려되는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 밸브(16)의 동작 특징의 변경은 밸브 리프트 조정을 포함하고 평가 결과는 밸브 리프트 조정의 제어에서 입력 변수로서 고려되는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각각의 밸브(16)의 동작 특징의 변경은 캠샤프트 페이스(phase) 조정을 포함하고 평가 결과는 캠샤프트 페이스 조정의 제어에서 입력 변수로서 고려되는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 밸브(16)의 동작 특징의 변경은 연속적인 방식으로 발생하는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 구동 조정 장치(21)의 제어를 위해, 밸브 구동 조정 장치(21)의 현재 설정이, 평가 결과를 기본으로 하여 검출되는, 밸브 동작 프로세스의 특정한 경우(event)의 크랭크 각도(CRA) 또는 특정한 시간에 의해 판정되고, 이 밸브 동작 프로세스의 특정한 경우의 크랭크 각도 또는 특정한 시간은, 캠샤프트 센서에 의해 출력되는 캠샤프트 신호(CAM)를 기본으로 하여 검출되는, 동일한 밸브 동작 프로세스의 다른 특정한 경우의 크랭크 각도(CRA) 또는 시간에 관하여 설정되는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평가 결과는 크랭크샤프트 센서(28)에 의해 출력되는 크랭크샤프트 신호(CRK) 및/또는 캠샤프트 센서(26)에 의해 출력되는 캠샤프트 신호(CAM)의 타당성을 검사하는데 또한 사용되는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연기관(10)은 복수의 실린더(12)들을 갖고 모든 실린더(12)들에 각각 할당되는 실린더 압력 센서(32)들의 실린더 압력 신호(P)들이 고려되는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)의 제어 방법.
  8. - 연료를 분사하기 위한 실린더(12) 당 하나 이상의 연료 분사기(14),
    - 하나 이상의 입구 밸브(16) 및/또는 하나 이상의 출구 밸브(18)를 동작시키기 위한 하나 이상의 캠샤프트(20)로서, 밸브 구동 조정 장치(21)가 캠샤프트(20)에 의해 동작되는 하나 이상의 밸브(16)의 동작 특징의 제어 가능한 변경을 위해 제공되는, 캠샤프트(20),
    - 크랭크샤프트 각도를 나타내는 크랭크샤프트 신호(CRK)를 출력하는 크랭크샤프트 센서(28), 및
    - 밸브 구동 조정 장치(21) 및 연료 분사를 제어하기 위한 제어 유닛(24)을 갖는 단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)을 제어하기 위한 제어 유닛에 있어서,
    상기 제어 유닛(24)은 연관된 실린더(12) 내의 압력을 측정하기 위해 실린더 압력 센서(32)에 의해 출력되는 하나 이상의 실린더 압력 신호(P)를 간섭 신호(S1)들에 관하여 평가하고, 평가 결과를 밸브 구동 조정 장치(21)의 제어에서 입력 변수로서 고려하도록 설계되는 것을 특징으로 하는,
    단일 실린더 또는 다중 실린더 내연기관(10)을 제어하기 위한 제어 유닛.
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