KR20170072803A - Method for restarting a multi-cylindrical internal combustion engine with intake manifold injection without torque supplied externally - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 외부 공급 토크 없이 흡입관 분사(16)가 이루어지는 다기통 내연 기관(2)을 재가동하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 내연 기관(2)의 크랭크 샤프트(4)의 회전이, 재가동이 시작될 때 팽창 위상에 있는 제1 실린더(3) 내에서 이루어지는 점화성 혼합물의 점화에 의해 개시되는 한편, 재가동이 시작될 때 압축 위상에 있는 제2 실린더(3) 내에서는, 재가동의 시작 전에 폐쇄된 제2 실린더(3)의 흡기 밸브(5)가 사전 설정된 감압 최종 각도에 도달할 때까지 개방되고, 그에 이어서 회전을 속행하기 위해 제2 실린더(3) 내에 남아 있는 점화성 혼합물이 점화됨으로써, 흡입관(11) 내로의 점화성 혼합물의 감압이 이루어진다.The present invention relates to a method for restarting a multicylinder internal combustion engine (2) in which a suction pipe injection (16) is carried out without external supply torque, wherein the rotation of the crankshaft (4) of the internal combustion engine (2) Is initiated by the ignition of the ignitable mixture in the first cylinder (3) in the expansion phase, while in the second cylinder (3) in the compression phase when the re-start is started, Is opened until the intake valve 5 of the cylinder 3 reaches a predetermined reduced final angle and then the ignitable mixture remaining in the second cylinder 3 is ignited to continue the rotation, Lt; RTI ID = 0.0 > of < / RTI >
Description
본 발명은, 외부 공급 토크 없이 흡입관 분사가 이루어지는 다기통 내연 기관을 재가동하기 위한, 독립 청구항 1에 따른 방법에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 대상은, 전자 제어 장치, 컴퓨터 프로그램 및 기계 판독 가능 저장 매체이다.The present invention relates to a method according to independent claim 1 for restarting a multi-cylinder internal combustion engine in which a suction pipe injection is performed without an external supply torque. Still another object of the present invention is an electronic control device, a computer program, and a machine-readable storage medium.
DE 10 2013 220 637 A1호에는, 외부 공급 토크 없이 흡입관 분사가 이루어지는 다기통 내연 기관을 재가동하기 위한 방법, 즉, 시동기 없이 엔진 시동을 수행하기 위한 방법이 언급된다. 공지된 방법에 따르면, 내연 기관의 종료될 정지 상태에서, 팽창 위상에 있는 내연 기관의 실린더 내로의 연료량 직접 분사 및 점화성 혼합물의 점화에 의해 내연 기관의 크랭크 샤프트의 회전이 개시되고, 이에 후속하는 내연 기관의 다른 실린더 내로의 연료 분사에 의해 속행된다. 직접 분사에 의해, 신선 공기 공급을 위해 제공된 개별 실린더의 흡기 밸브가 개방되어 있는지 아니면 폐쇄되어 있는지와 상관없이 연료 분사가 수행될 수 있다. 그와 달리, 직접 분사 없이 흡입관 분사가 실시되는 내연 기관에서는, 실린더별로 연료량이 흡입관 내부로 분사되며, 생성되는 연료 공기 혼합물은 개별 실린더의 개방된 흡기 밸브를 통해 실린더의 연소실 내에 도달한다. 개별 실린더로의 점화성 혼합물 공급은 해당 실린더의 개방된 흡기 밸브에 의해서만 수행될 수 있기 때문에, 흡입관 분사만 제공되는 내연 기관의 경우 정지 상태의 엔진을 시동기 없이 재가동하는 것은 더 복잡해 보인다.DE 10 2013 220 637 A1 describes a method for restarting a multi-cylinder internal combustion engine in which a suction pipe injection is performed without external supply torque, i.e. a method for performing an engine start without a starter. According to the known method, in the stopped state of the internal combustion engine, the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine is started by direct injection of the fuel quantity into the cylinder of the internal combustion engine in the expansion phase and ignition of the ignitable mixture, And is continued by fuel injection into another cylinder of the internal combustion engine. By direct injection, fuel injection can be performed irrespective of whether the intake valves of the individual cylinders provided for fresh air supply are open or closed. On the contrary, in the internal combustion engine in which the suction pipe injection is performed without direct injection, the fuel amount per cylinder is injected into the intake pipe, and the generated fuel air mixture reaches the combustion chamber of the cylinder through the opened intake valve of the individual cylinder. It is more complicated to restart the engine in a stationary state without a starter in the case of an internal combustion engine provided only with a suction pipe injection, because the ignitable mixture feed to the individual cylinders can only be performed by the open intake valves of the cylinder.
이러한 배경에서, 독립 특허 청구항들의 특징들을 갖는 방법 및 전자 제어 장치를 제안한다. 또 다른 실시예들은 종속 특허 청구항들 및 상세한 설명에 드러나 있다.In this context, a method and an electronic control device having the features of the independent patent claims are proposed. Other embodiments are disclosed in the dependent patent claims and the detailed description.
제안하는 방법은, 예를 들어 시동기에 의해 외부에서 공급되는 토크 없이, 연료의 흡입관 분사를 이용한 다기통 내연 기관의 재가동을 제공하며, 이 방법에서는 내연 기관의 크랭크 샤프트의 회전이, 재가동이 시작될 때 팽창 위상에 있는 제1 실린더 내에서 이루어지는 점화성 혼합물의 점화에 의해 시작되는 한편; 재가동이 시작될 때 압축 위상에 있고 회전의 속행을 위해 바람직하게 그 다음에 점화될 제2 실린더 내에서는, 재가동의 시작 전에 폐쇄된 제2 실린더의 흡기 밸브가 바람직하게 크랭크 각도와 관련된 사전 설정된 감압 최종 각도에 도달할 때까지 개방됨으로써, 점화성 혼합물의 흡입관 내로의 감압이 실시되며; 그에 이어서 회전의 속행을 위해 제2 실린더 내에 남아 있는 점화성 혼합물이 점화된다. 다시 말해, 먼저 제1 실린더 내에 있는 혼합물이 점화되고, 차후에 바람직하게는 제2 점화로서, 제1 실린더와 동일하지 않은 제2 실린더 내에 있는 혼합물이 점화된다.The proposed method provides re-operation of a multi-cylinder internal combustion engine using intake pipe injection of fuel without torque externally supplied, for example, by a starter, in which rotation of the crankshaft of the internal combustion engine is initiated when re- Initiated by ignition of the ignitable mixture in the first cylinder in the expansion phase; In the second cylinder, which is in the compression phase when the re-start is started and is preferably to be ignited next for continued rotation, the intake valve of the closed second cylinder before the start of re- , So that depressurization of the ignitable mixture into the suction pipe is effected; Followed by ignition of the ignitable mixture remaining in the second cylinder for continued rotation. In other words, the mixture in the first cylinder is first ignited, and subsequently, as the second ignition, the mixture in the second cylinder, which is not the same as the first cylinder, is ignited.
엔진 재가동 시 계획된 점화 순서에 따라 균등하게 앞에 오도록 그리고 뒤에 오도록 선택하여 제1, 제2, 제3 또는 제4 실린더로서 실린더의 번호를 매기는 것이, 서수값에 따라 실린더들이 인접해 있다는 것, 즉, 예컨대 제1 실린더와 제2 실린더가 바로 연이어 배치되어 있다거나, 이들 실린더의 피스톤 로드가 힘 전달을 위해 서로 바로 인접한 위치에서 크랭크 샤프트와 연결되는 것 전제로 하지는 않는다. 소개된 방법은 특히 비자가 점화식 4행정 내연 기관을 목표로 한 것이며, 이와 같은 내연 기관에서는 각각의 실린더가 흡입 단계, 압축 위상, 정상적인 경우 혼합물의 점화가 이루어지는 팽창 위상, 및 배출 단계의 시퀀스를 실행하며, 이 경우 흡입 단계 및 팽창 위상에서는 실린더의 피스톤이 실린더 상사점으로부터 하사점의 방향으로 운동하고, 압축 위상 및 배출 단계에서는 실린더의 피스톤이 실린더 하사점으로부터 상사점의 방향으로 운동한다. 이 경우, 재가동의 시작 시 크랭크 샤프트는, 종료될 엔진 정지 상태를 유도하는 엔진 코스팅의 결과로서 취했던, 그리고 재가동이 시작될 때까지 엔진 정지 상태 동안 유지되었던 정지 위치에 있다고 가정된다.Numbering the cylinders as first, second, third or fourth cylinders by selecting to come before and after evenly in accordance with the planned ignition sequence at engine restarting indicates that the cylinders are adjacent to each other, For example, the first cylinder and the second cylinder are directly arranged, or the piston rods of these cylinders are connected to the crankshaft at a position immediately adjacent to each other for force transmission. The disclosed method is particularly aimed at a viscous four-stroke internal combustion engine in which each cylinder performs a sequence of inhalation phases, a compression phase, an expansion phase where the mixture is normally ignited, and a discharge phase In this case, in the suction phase and the expansion phase, the piston of the cylinder moves in the direction of bottom dead center from the cylinder top dead center, and in the compression phase and the discharge phase, the piston of the cylinder moves in the direction of top dead center point. In this case, it is assumed that at the start of the restart, the crankshaft is in a stop position that was taken as a result of engine costing leading to an engine stop state to be ended, and which was maintained during the engine stop state until restarting is started.
인접한 실린더 내에서 그 실린더의 압축 위상 동안에만 실시되는 '감압'이라는 용어는, 압축 위상 동안 사전 설정된 감압 최종 각도에 도달하여 흡기 밸브가 폐쇄되고 이로써 연소실이 차단되기 전에, 인접한 실린더의 연소실 내에 존재하는 공기 혹은 연료 공기 혼합물의 일부분이 압축 위상 동안 상기 실린더의 개방된 흡기 밸브를 통해 역으로 상기 실린더에 할당된 흡입관 내로 밀려 들어감을 의미한다. 연소실의 배출구 측이 압축 위상 동안 실린더의 배기 밸브의 폐쇄에 의해 계속 폐쇄되어 있는 것이 바람직하다. 흡기 밸브 및 배기 밸브라는 용어는 실린더 당 제공되는 복수의 흡기 밸브 혹은 배기 밸브로도 이해된다. 복수의 흡기 밸브 혹은 배기 밸브가 제공된 경우, 개방된 흡기 밸브 혹은 배기 밸브라는 용어는 흡기 밸브들 혹은 배기 밸브들 중 적어도 하나가 개방되어 있는 것을 의미하며, 폐쇄된 흡기 밸브 혹은 배기 밸브라는 용어는 복수의 모든 흡기 밸브 혹은 배기 밸브가 폐쇄되어 있는 것을 의미한다.The term " reduced pressure " applied only during the compression phase of the cylinder in the adjacent cylinder means that the pressure in the combustion chamber of the adjacent cylinder, which is present in the combustion chamber of the adjacent cylinder before the intake valve is closed and thus the combustion chamber is shut off, Means that a portion of the air or fuel-air mixture is pushed back through the open intake valve of the cylinder into the intake pipe assigned to the cylinder during the compression phase. It is preferable that the outlet side of the combustion chamber is kept closed by the closing of the exhaust valve of the cylinder during the compression phase. The terms intake valve and exhaust valve are also understood as a plurality of intake valves or exhaust valves provided per cylinder. When a plurality of intake valves or exhaust valves are provided, the term " opened intake valve " or " exhaust valve " means that at least one of the intake valves or exhaust valves is open, and the term & Means that all of the intake valves or exhaust valves of the engine are closed.
감압이 이루어지는 한, 다시 말해 압축 위상 동안 연소실이 차단되지 않는 한, 상기 실린더의 연소실 내에서는, 하사점으로부터 상사점의 방향으로 이루어지는 상기 실린더 피스톤의 운동에 대항하는 배압이 전혀 형성되지 않는다. 배압이 형성되면, 제1 점화에 의해 개시되는, 피스톤과 연결된 크랭크 샤프트의 회전이 강하게 제동될 것이다. 감압 동안에는, 실린더의 연소실 내에 있는 연료 공기 혼합물의 일부분이 피스톤 운동에 의해, 개방된 흡기 밸브를 통해 역으로 흡입관 내부로 밀려 들어가는 한편, 점화성 연료 공기 혼합물의 또 다른 일부분은 연소실 내에 잔존한다. 사전 설정된 감압 최종 각도에서 흡기 밸브가 폐쇄됨에 따라, 연소실 내부에 남아 있는 혼합물이 계속 압축되어, 사전 설정된 점화 시점에, 예를 들면 실린더의 피스톤이 그 상사점을 통과할 때 점화된다. 내연 기관의 재가동 시 그의 제1 및 제2 실린더 내에 있는 점화성 혼합물이 희박화되지 않도록 하기 위해서는, 상기 실린더의 흡기 밸브 및 배기 밸브가 엔진 정지 상태에서 계속 폐쇄된 상태로 유지되는 것이 바람직하다.No back pressure against the movement of the cylinder piston in the direction of top dead center from the bottom dead center is formed in the combustion chamber of the cylinder as long as the reduced pressure is achieved, in other words, the combustion chamber is not blocked during the compression phase. When the back pressure is formed, the rotation of the crankshaft connected to the piston, initiated by the first ignition, will be strongly braked. During depressurization, a portion of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the cylinder is pushed back through the open intake valve into the suction tube by piston motion while another portion of the ignitable fuel-air mixture remains in the combustion chamber. As the intake valve is closed at the preset reduced pressure final angle, the mixture remaining in the combustion chamber continues to be compressed and ignited at a predetermined ignition timing, for example, when the piston of the cylinder passes the top dead center. In order to prevent the ignitable mixture in its first and second cylinders from becoming lean during the restart of the internal combustion engine, it is preferable that the intake valves and the exhaust valves of the cylinders be kept closed in the engine stop state.
제안된 방법은, 시동기의 도움 없이 흡입관 분사가 이루어지는 내연 기관의 견고하고 신뢰성 있는 재가동을 가능하게 한다.The proposed method enables a robust and reliable re-start of the internal combustion engine in which the suction pipe injection is performed without the aid of a starter.
본원 방법의 한 개선예에서는, 재가동을 준비하기 위해, 종료될 엔진 정지 상태를 유도하는 엔진 코스팅 시, 임박한 엔진 정지 상태에서 어느 실린더가 자신의 압축 위상에서 정지하게 될지를 예측하여 미리 결정하고, 엔진 코스팅 시, 바람직하게 엔진 코스팅 과정에서 마지막으로 실행되는 흡입 단계에서, 실린더의 개방된 흡기 밸브를 통해, 엔진 정지 상태로부터의 재가동 시 상기 실린더 내부에 점화성 혼합물이 존재할 정도의 연료량이 상기 실린더 내부로 분사된다.In an improvement of the method, in order to prepare for re-start, the engine is predicted to predetermine which cylinder will stop at its compression phase in an impending engine stop state, The amount of fuel sufficient to cause an ignitable mixture to be present in the cylinder at the time of restarting from the engine stop state, through the opened intake valve of the cylinder, in the intake step, which is executed last in the engine course, And is injected into the cylinder.
또한, 본원 방법의 한 개선예에서는, 재가동을 준비하기 위해, 종료될 엔진 정지 상태를 유도하는 엔진 코스팅 시, 임박한 엔진 정지 상태에서 어느 실린더가 자신의 팽창 위상에서 정지하게 될지를 예측하여 미리 결정하고, 엔진 코스팅 시, 바람직하게 엔진 코스팅 과정에서 마지막으로 실행되는 흡입 단계에서, 실린더의 개방된 흡기 밸브를 통해, 재가동 시 상기 실린더 내부에 점화성 혼합물이 존재할 정도의 연료량이 상기 실린더 내부로 분사되며, 엔진 코스팅 상태에서 상기 흡입 단계에 바람직하게는 바로 후속하는 상기 실린더의 압축 위상 동안 상기 연료량이 점화성 혼합물로 균질화된다. 상기 압축 위상의 종료 시, 상기 실린더의 팽창 위상로, 즉, 엔진 정지 상태에서의 휴지 위치로 넘어가는 전이부에서, 균질화된 점화성 혼합물이 미점화 상태로 실린더의 상사점을 넘어가게 된다. 그럼으로써, 엔진 정지 상태에서는, 그 팽창 위상에서 정지하게 되는 실린더 내부에 점화성 균질 혼합물, 바람직하게는 람다-1-혼합물이 존재한다. 여러 측정을 통해, 크랭크 샤프트의 회전을 유도하기 위해 엔진의 재가동 시 가장 먼저 점화되는 혼합물의 점화력이, 스타트/스톱 시스템에서 통상적인 엔진 정지 단계를 위해 필요한 것보다 훨씬 더 오랜 시간(예를 들어 15분)에 걸쳐 보장되는 사실이 입증되었다. 그럼으로써, 흡입관 분사가 실시되는 내연 기관의 장시간의 엔진 정지 상태 동안에도 매우 신뢰성 있는 재가동이 보장될 수 있다.Further, in an improvement of the method of the present invention, in preparation for restarting, in the case of an engine running which induces an engine stop state to be ended, it is possible to predict which cylinder will stop at its own expansion phase in an imminent engine stop state, The amount of fuel enough to cause an ignitable mixture to be present in the cylinder at the time of restarting is supplied to the inside of the cylinder through the opened intake valve of the cylinder at the time of engine co- And the fuel quantity is homogenized with the ignitable mixture during the compression phase of the cylinder, preferably immediately following the inhalation phase in the engine costing state. At the end of the compression phase, at the transition to the expansion phase of the cylinder, i. E. To the rest position in the engine stop state, the homogenized ignitable mixture goes beyond the top dead center of the cylinder in the ignited state. Thereby, in the engine stop state, there is an ignitable homogeneous mixture, preferably a lambda-1 mixture, inside the cylinder which is to be stopped in its expansion phase. Through various measurements, the ignition power of the mixture that is ignited first during the restart of the engine to induce rotation of the crankshaft is much longer than what is required for a typical engine stop phase in a start / stop system 15 minutes). Thereby, a highly reliable re-start can be ensured even during the long engine stoppage state of the internal combustion engine in which the suction pipe injection is performed.
그밖에, 본원 방법의 한 개선예에서는, 종료될 엔진 정지 상태를 유도하는 엔진 코스팅의 종료와 함께 재가동을 준비하기 위해, 재가동 시까지 제1 및 제2 실린더의 흡기 밸브 및 배기 밸브가 계속 폐쇄된 상태로 유지되며, 그리고/또는 재가동 시 제1 및/또는 제2 실린더 내에 점화성 혼합물로서 람다-1-혼합물이 존재한다. 그럼으로써, 엔진 정지 상태 동안 제1 및 제2 실린더 내에서 점화성 혼합물이 가급적 점화 불가능한 상태가 될 때까지 희박화되어, 엔진 재가동의 신뢰성이 향상된다.In addition, in an improvement of the method, in order to prepare for restarting with the end of engine costing leading to an engine stop state to be ended, the intake valves and the exhaust valves of the first and second cylinders are kept closed , And / or there is a lambda-1 mixture as ignitable mixture in the first and / or second cylinder during re-start. Thereby, during the engine stop state, in the first and second cylinders, the ignitable mixture becomes lean until it becomes a state where it is impossible to ignite, thereby improving the reliability of engine restart.
본원 방법의 한 개선예에서는, 압축 위상이 시작될 때 제2 실린더의 흡기 밸브가 먼저 사전 설정된 크랭크 각 범위 동안 폐쇄된 상태로 유지된다. 본 개선예는, 압축 위상의 시작 시 아직 배압이 존재하지 않거나, 제1 점화에 의해 개시된 크랭크 샤프트의 회전이 처음에는 전혀 방해되지 않거나 단지 약간만 방해를 받을 정도로 배압이 낮다는 인식에 기초한다.In one improvement of the method, the intake valve of the second cylinder is first kept closed during the predetermined crank angle range when the compression phase is started. This improvement example is based on the perception that backpressure is not present at the beginning of the compression phase, or that the backpressure is low enough so that rotation of the crankshaft initiated by the first ignition is initially unobstructed or only slightly disturbed.
또한, 본원 방법의 한 개선예에서는, 재가동이 시작될 때 흡입 단계에 있는 제3 실린더가 크랭크 샤프트의 개시된 회전의 시작과 더불어, 점화성 혼합물을 형성하기 위한 연료량을 흡입관으로부터, 바람직하게 회전이 시작될 때부터, 상기 제3 실린더의 개방된 흡기 밸브를 통해 받으며, 재가동 이후로 실시되는 제2 압축 위상로서 후속하는 압축 위상에서는, 감압을 야기하기 위한 제3 실린더의 흡기 밸브가 바람직하게는 하사점으로부터, 제2 압축 위상을 위해 사전 설정된, 바람직하게는 크랭크 각도와 관련된 감압 최종 각도에 도달할 때까지 개방된다. 제3 실린더를 위해 제2 압축 위상에 의해 사전 설정된 감압 최종 각도는, 바람직하게 제2 실린더를 위해 제1 압축 위상에 의해 사전 설정된 감압 최종 각도와 비교할 때, 개별 흡기 밸브의 더 이른 폐쇄 및 이와 더불어 비교적 더 짧고 더 적은 감압을 야기한다.In addition, in an improvement of the method, the third cylinder in the intake stage at the start of re-start, along with the start of the initial rotation of the crankshaft, releases the amount of fuel to form the ignitable mixture from the intake pipe, The intake valve of the third cylinder for effecting the depressurization is preferably moved from the bottom dead center to the bottom dead center in order to cause the depressurization in the subsequent compression phase as the second compression phase, Until it reaches a predetermined final reduced pressure angle, preferably associated with the crank angle, for the second compression phase. The reduced final angle preset by the second compression phase for the third cylinder is preferably equal to or greater than the previously defined reduced final angle by the first compression phase for an earlier closure of the individual intake valve, Which is relatively shorter and causes less decompression.
또한, 본원 방법의 한 개선예에서는, 재가동이 시작될 때 배출 단계에 있는 제4 실린더를 위해 - 재가동 후의 상기 실린더의 제1 압축 위상은 적어도 재가동 이후에 실행되는 모든 실린더의 제3 압축 위상을 나타냄 - 상기 실린더의 압축 위상에서 그 흡기 밸브가 바람직하게는 크랭크 각도와 관련된 사전 설정된 감압 최종 각도까지 폐쇄되고, 이 각도는 시동기 스타트 시나리오 혹은 엔진 공회전 제어 시간의 감압 최종 각도에 상응한다. 4기통 엔진의 경우, 이는 예를 들어 ZOT(상사점) 이전 120°KW에서의 제4 실린더의 폐쇄에 상응한다.In addition, in an improvement of the method, the first compression phase of the cylinder after re-starting represents the third compression phase of all cylinders executed after at least re-start, for a fourth cylinder in the discharge phase when re- At the compression phase of the cylinder, the intake valve is closed to a predetermined reduced final pressure angle, preferably associated with the crank angle, which corresponds to the pressure reducing end angle of the starter start scenario or engine idle control time. In the case of a four-cylinder engine, this corresponds to the closing of the fourth cylinder at 120 ° KW prior to, for example, the ZOT (top dead center).
본원 방법의 한 개선예에서는 또한, 재가동 이후에 실행되는 처음 3회의 압축 위상을 위해, 다시 말해 제2, 제3 및 제4 실린더를 위해, 개별 흡기 밸브가 제1 압축 위상에서 가장 오래 개방되고 제3 압축 위상에서 가장 짧게 개방되도록, 각각 상이한 감압 최종 각도가 사전 설정된다. 4기통 엔진의 경우, 제2, 제3 및 제4 실린더를 위한 감압 최종 각도로서 ZOT 이전 60°KW, ZOT 이전 90°KW 혹은 ZOT 이전 120°KW가 바람직하며, 이때 특히 공차 범위는 ±10°KW, 바람직하게는 ±5°KW, 그리고 특히 바람직하게는 ±1°KW이다.In one improvement of the method of the present application, it is also possible, for the first three compression phases to be carried out after restart, that is, for the second, third and fourth cylinders, the individual intake valves are opened for the longest in the
본원 방법의 한 개선예에서는, 실린더별 연료량을 측정할 때, 이전에 상기 실린더 내에서 수행된 감압의 작용이 고려된다. 이 경우, 감압 후에 흡입관 내에 남아서 그 다음 흡입 단계 동안 혼합물을 형성하는 데 이용되는 혼합물의 양이, 흡입관 내부로 분사될 연료량의 결정 시 고려되거나 밸런싱된다. 그럼으로써, 연소실 내에 매우 정확하게 람다-1-혼합물이 제공될 수 있다.In an improvement of the method of the present application, when measuring the amount of fuel per cylinder, the action of the depressurization previously carried out in the cylinder is taken into account. In this case, the amount of mixture used to remain in the suction tube after depressurization and to form the mixture during the next inhalation phase is then considered or balanced in determining the amount of fuel to be injected into the suction tube. Thereby, a very precise lambda-1 mixture can be provided in the combustion chamber.
본원 방법의 한 개선예에서는, 제2 실린더의 흡기 밸브에 할당된 캠 샤프트 조정기가, 흡기 밸브를 개방하기 위한 지점 직전까지 이미 제2 실린더의 현재 크랭크 각 위치에 앞서서 움직인다. 엔진 정지 상태 동안 제2 실린더의 점화성 혼합물의 희박화를 피하기 위해, 제2 실린더의 흡기 밸브는 캠 샤프트 조정기에 의해 엔진 정지 상태 동안 계속 폐쇄된 상태로 유지된다. 그러나 동역학적 이유에서, 캠 샤프트 조정기는 이미 흡기 밸브의 개방 시점 직전에 움직일 수 있는데, 예를 들어 제2 실린더의 위치가 ZOT 이전 90°KW인 경우에는 ZOT 이전 100°KW로 이동할 수 있다.In one improvement of the method, the camshaft adjuster assigned to the intake valve of the second cylinder is already moving ahead of the current crank angular position of the second cylinder just before the point to open the intake valve. In order to avoid the dilution of the ignitable mixture of the second cylinder during the engine stop state, the intake valve of the second cylinder is kept closed during the engine stop state by the camshaft regulator. However, for dynamic reasons, the camshaft adjuster can already move just before the intake valve is opened, for example when the position of the second cylinder is 90 ° K before ZOT, it can move to 100 ° KW before ZOT.
본원 방법의 한 개선예에서는 또한, 제2 실린더의 흡기 밸브에 할당된 캠 샤프트 조정기가 내연 기관의 재가동 시 비로소 사전 설정된 감압 최종 각도의 방향으로 움직인다. 그럼으로써, 엔진 정지 상태 동안 개방된 흡기 밸브로 인해 제2 실린더 내의 점화성 혼합물이 희박화되지 않는 점이 보장될 수 있다.In an improvement of the method of the present application, the camshaft adjuster assigned to the intake valve of the second cylinder also moves in the direction of the preset reduced pressure final angle only when the internal combustion engine is restarted. Thereby, it can be ensured that the ignition mixture in the second cylinder is not lean due to the intake valve opened during the engine stop state.
전술된 두 가지 개선예 모두의 경우, 엔진이 회전하지 않을 때에도, 다시 말해 엔진 회전수가 0일 때에도 캠 샤프트 조정기는 작동될 수 있어야 한다.In both of the abovementioned improvements, the camshaft adjuster must be able to operate even when the engine is not rotating, that is, when the engine speed is zero.
본원 방법의 한 개선예에서는 또한, 재가동 시 팽창 위상에 있는 제1 실린더의 점화가, 압축 위상에 있는 제2 실린더의 흡기 밸브가 개방될 때까지 지연된다. 그럼으로써, 크랭크 샤프트의 회전이 시작되기 전에는 어떠한 경우라도, 제2 실린더의 흡기 밸브에 할당된 캠 샤프트 조정기가 제2 실린더의 흡기 밸브를 개방할 수 있는 점이 보장될 수 있다. 이로써, 원하는 감압이 실시되는 점이 보장된다.In an improvement of the method of the present application, the ignition of the first cylinder in the expansion phase at the time of restarting is also delayed until the intake valve of the second cylinder in the compression phase is opened. Thereby, in any case before the rotation of the crankshaft is started, it can be ensured that the camshaft regulator assigned to the intake valve of the second cylinder can open the intake valve of the second cylinder. This ensures that the desired decompression is carried out.
또한, 위에서 소개된 방법을 실시하도록 설계된 전자 제어 장치도 제공된다. 상기 방법은 상기 제어 장치 내에서 소프트웨어 또는 하드웨어로서, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 혼합 형태로 구현될 수 있다. An electronic control device designed to perform the above-described method is also provided. The method may be implemented as software or hardware within the control device, or as a mixture of software and hardware.
그 밖에도, 컴퓨터에서 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램, 및 상기 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계 판독 가능 저장 매체도 제공된다.In addition, there is also provided a computer program for executing the method on a computer, and a machine-readable storage medium having the computer program stored thereon.
전술된 방법을 설명하기 위해, 이제 예시적인 도면을 참조하는 실시예가 소개된다.To illustrate the method described above, an embodiment with reference to the exemplary drawings is now introduced.
도 1은, 흡입관 분사가 이루어지는 내연 기관을 구비한 엔진 시스템의 개략도의 예를 도시한 도이다.
도 2는, 제안된 방법으로 내연 기관을 재가동하기에 유리한 내연 기관 피스톤의 정지 위치 혹은 출발 위치를 도시한 도이다.
도 3은, 4기통-4행정 엔진의 예에서 흐름도를 이용하는, 제안된 방법의 일 실시예를 도시한 도이다.
도 4는, 제2 실린더의 흡기 밸브에 할당된 캠 샤프트 조정기가 내연 기관의 재가동 시 비로소 사전 설정된 감압 최종 각도의 방향으로 움직이는, 제안된 방법의 일 실시예를 도시한 도이다.1 is a schematic view of an engine system including an internal combustion engine in which a suction pipe is injected.
2 is a view showing a stop position or a starting position of the internal combustion engine piston which is advantageous for restarting the internal combustion engine by the proposed method.
3 is a diagram illustrating one embodiment of a proposed method that utilizes a flowchart in an example of a four-cylinder-four-stroke engine.
4 is a view showing an embodiment of the proposed method in which the camshaft adjuster assigned to the intake valve of the second cylinder moves in the direction of the predetermined reduced final angle only when the internal combustion engine is restarted.
도 1은, 도시된 실시예에서 4개의 실린더(3)를 가진 내연 기관(2)을 구비한 엔진 시스템(1)을 개략적으로 보여준다. 실린더들(3)은 4행정 모드로 작동되고, 흡입관 분사 설비(16)를 통해 연료 공기 혼합물을 공급받는다. 흡입관 분사 설비(16)에는 공기 공급 시스템(14)을 통해 신선 공기가 공급되며, 이 경우 공급되는 신선 공기의 양은 공기 공급 시스템(14) 내부에 통합된 스로틀 밸브(12)를 통해 조절된다. 흡입관 분사 설비(16)는, 신선 공기를 실린더별로 공급하기 위해 4개의 흡입관(11) 형태의 공기 공급 시스템(14)에 연결되고, 개별 흡기 밸브(5) 근처에 흡입관 당 각각 하나씩 제공된 흡기 밸브(12)가 상기 흡입관 내부로 연료량을 분사할 수 있다. 내연 기관(2)은 자가 점화하지 않는 내연 기관으로서, 특히 오토 엔진으로서 형성될 수 있다.Fig. 1 schematically shows an engine system 1 with an internal combustion engine 2 having four
종래 방식에서는, 실린더들(3)이 크랭크 샤프트(4)와 연결된 피스톤을 각각 하나씩 갖는다. 크랭크 샤프트(4)는, 예컨대 자동차를 구동하기 위한 엔진 토크를 제공하기 위해, (도면에 도시되지 않은) 내연 기관(2)의 구동 트레인과 연결되어 있다. 각각의 실린더(3)에는, 신선 공기 또는 연료 공기 혼합물을 공급하기 위한 흡기 밸브(5) 및 연소 배기 가스를 배출하기 위한 배기 밸브(6)가 제공되어 있다. 실린더들(3)에 있는 흡기 밸브(5)의 개방 시점 및 폐쇄 시점은 흡기 밸브 캠 샤프트(7)를 통해 크랭크 샤프트(4)의 운동과 동기화된다. 동일한 방식으로, 실린더들(3)에 있는 배기 밸브(6)도 배기 밸브 캠 샤프트(8)를 통해 크랭크 샤프트(4)의 운동과 동기화된다.In the conventional system, the
흡기 밸브 캠 샤프트(7) 및 배기 밸브 캠 샤프트(8)는 크랭크 샤프트(4)와 기계식으로 연결되어 있다. 실린더들(3)의 흡기 밸브들(5)의 개방 시점 및 폐쇄 시점을 크랭크 샤프트 각도, 즉, 크랭크 샤프트(4)의 위치와 관련하여 변경할 수 있는 흡기 밸브 캠 샤프트 조정기(9)가 제공된다. 특히, 흡기 밸브 캠 샤프트 조정기(9)에 의해서는, 크랭크 샤프트 각도와 관련하여 실린더(3)를 위한 관련 흡기 밸브(5)의 개방 시간 간격의 위상 위치가 결정될 수 있다.The intake valve camshaft 7 and the exhaust valve camshaft 8 are mechanically connected to the
이와 유사하게, 실린더들(3)에 있는 배기 밸브(6)의 개방 시점 및 폐쇄 시점을 크랭크 샤프트(4)의 크랭크 샤프트 각도와 관련하여 결정할 수 있는 배기 밸브 캠 샤프트 조정기(10)가 제공된다.Similarly, an exhaust
또한, 도 1은, 제안된 방법을 실행하도록 형성된 전자 제어 장치(25)를 기호로 보여준다.1 also shows an electronic control device 25 which is configured to execute the proposed method.
도 2에는, 제안된 방법을 실시하기에 바람직한, 재가동 시작 시 팽창 위상에 있는 제1 실린더(3) 및 재가동 시작 시 압축 위상에 있는 제2 실린더(3)의 피스톤들의 정지 위치 또는 출발 위치가 도시되어 있다. 제안된 방법에 따르면, 시동기 없는 엔진 스타트를 실현하기 위해, 실린더들(3) 중 하나의 피스톤이 엔진 코스팅 시 팽창 위상에서 특정 정지 위치에 위치되거나 특정 정지 위치에서 정지되는 것이 바람직하다. 팽창 위상(E)은, 피스톤이 내연 기관(2)의 작동 중에 연소 행정 위치에 있는, 다시 말해 상사점(최소 연소실 용적)과 하사점(최대 연소실 용적) 사이에 있는 크랭크 샤프트(4)의 위상 위치에 상응한다. 정지 위치는, 엔진 코스팅을 구현하기 위해 관련 실린더(3) 내에서의 제1 연소에 의해 어떤 운동 에너지가 제공될 수 있는지를 결정한다. 또한, 제공된 운동 에너지가, 압축 위상(K)에 있는, 즉, 하사점(ZUT)과 상사점(ZOT) 사이에 있는, 또 다른 실린더(3)의 피스톤의 압축을 실행할 수 있고 관련 실린더(3) 내에 있는 피스톤을 상사점(ZOT) 위로 움직일 정도로 충분히 높다는 점에 주목해야 한다. 도 2에는, 재가동 시작 시 팽창 위상(E)에 있는 제1 실린더의, 로드(21)를 가진 피스톤의 예에서, 그리고 재가동 시작 시 압축 위상(K)에 있는 제2 실린더의, 로드(22)를 가진 피스톤의 예에서, 4기통 내연 기관의 시동기 없는 기동에 매우 적합한 위치, 즉, ZOT 이후 90°KW가 도시되어 있다. 상기 2개 실린더의 개별 피스톤과 로드는 도 2에 겹쳐진 모습으로 상징적으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는, 크랭크 각도와 관련된 사전 설정된 감압 최종 각도가 참조 부호 (23)으로 도시되어 있으며, 상기 각도에서 [피스톤 및 로드(22)를 가진] 제2 실린더의 흡기 밸브는 폐쇄된다.Fig. 2 shows that the stop position or the starting position of the pistons of the
도 3에는, 제안된 방법의 일 실시예가, 도 1에 도시된 4기통-4행정 엔진(2)의 시동기 없는 스타트를 위한 흐름도를 이용해서 도시되어 있다. 자가 점화 방식이 아닌 내연 기관(2)의 재가동이 시작될 때, 단계 S0에서 크랭크 샤프트(4)는 정지하고, 팽창 위상에 있는 제1 실린더(3) 및 압축 위상에 있는 제2 실린더(3)의 흡기 밸브들(5) 및 배기 밸브들(6)은 폐쇄되어 있다. 내연 기관(2)은 ZOT 이후 90°KW에 있다. 단계 S0에서, 제1 실린더(3)의 연소실 및 제2 실린더(3)의 연소실 내에는 각각 점화성 연료 공기 혼합물, 바람직하게는 람다-1-혼합물이 함입되어 있다. 그 다음에, 크랭크 샤프트(4)의 회전이 개시되는 단계 S1에서는, 제1 실린더(3) 내에 있는 점화성 혼합물이 점화되고, 제2 실린더(3)의 흡기 밸브(5)는 개방된다. 크랭크 샤프트(4)가 회전하고, 이를 통해 내연 기관(2)의 4개의 피스톤이 운동 상태로 변위되는 동안, 단계 S2에서는, 제2 실린더(3)가 ZOT 이전 60°KW로서 사전 설정된 감압 최종 각도에 이미 도달했는지가 검사된다. 도달하지 않은 경우(S2N), 단계 S2가 다시 실행된다. 그 동안에, 제2 실린더(3)의 피스톤은 하사점으로부터 상사점으로의 운동을 속행하고, 이때 제2 실린더(3)의 개방된 흡기 밸브(5)에 의해 제2 실린더의 연소실 내에 수용되어 있던 점화성 혼합물의 일부분이 제2 실린더(3)의 흡입관(11) 내로 이동된다. 그와 달리, 제2 실린더(3)가 ZOT 이전 60°KW로서 사전 설정된 감압 최종 각도에 도달했다면(S2J), 단계 S3에서 제2 실린더(3)의 흡기 밸브(5)가 폐쇄된다. 그럼으로써, 감압 및 이와 더불어 점화성 혼합물이 제2 실린더(3)의 연소실로부터 그 실린더의 흡기 밸브(5)를 거쳐 흡입관(11) 내로 이동되는 동작도 종료된다. 단계 S3에 후속하는 단계 S4에서는, 제2 실린더(3)의 흡기 밸브(4)가 폐쇄된 경우, 그 실린더의 연소실 내부에 수용된 점화성 혼합물이 ZOT 이전 60°KW에서부터 ZOT에 도달할 때까지 압축된다. 이어서 단계 S5에서는, 제2 실린더 내부에 수용되어 압축된 점화성 혼합물이 ZOT에서 점화되고, 이로 인해 제2 실린더의 피스톤은 상사점으로부터 하사점의 방향으로 가압되며, 이와 같은 동작은 크랭크 샤프트(4)의 연속 회전으로 변환된다. 단계 S6은, 제안된 방법의 기본 컨셉의 종료를 상징적으로 보여준다.In Fig. 3, an embodiment of the proposed method is shown using a flowchart for starterless start of the four-cylinder-four-stroke engine 2 shown in Fig. When the re-start of the internal combustion engine 2, which is not the self-ignition type, is started, the
도 4에는, 제2 실린더의 흡기 밸브에 할당된 캠 샤프트 조정기가 내연 기관의 재가동 시 비로소 사전 설정된 감압 최종 각도의 방향으로 움직이는, 제안된 방법의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 4에서, 곡선(40)은 시간(t)에 대한 크랭크 각도의 거동을 나타내고, 곡선(41)은 제2 실린더의 흡기 밸브(5)의 개방 상태 혹은 폐쇄 상태를 나타낸다. 시간 간격(A) 내에서는, 흡기 밸브(5)가 ZOT 이전 90°KW에 도달할 때까지 폐쇄된다. ZOT 이전 90°KW 내지 ZOT 이전 60°KW의 시간 간격(B), 즉, 4기통 엔진의 제2 실린더에 대해 사전 설정된 감압 최종 각도 내에서는, 제2 실린더의 흡기 밸브(5)가 개방되어 있고, 그 결과 연소실 내에 존재하는 혼합물의 흡입관 내로의 감압이 이루어질 수 있다. ZOT 이전 60°KW 이하의 크랭크 각도부터는, 도 4의 간격(C)에 의해 재현된 바와 같이, ZOT에 도달할 때까지 흡기 밸브(5)가 폐쇄된다.4 shows an embodiment of the proposed method in which the camshaft adjuster assigned to the intake valve of the second cylinder moves in the direction of the predetermined reduced final angle only when the internal combustion engine is restarted. 4, the
Claims (15)
상기 내연 기관(2)의 크랭크 샤프트(4)의 회전이, 재가동이 시작될 때 팽창 위상(E)에 있는 제1 실린더(3) 내에서 이루어지는 점화성 혼합물의 점화(S1)에 의해 개시되는 한편, 재가동이 시작될 때 압축 위상(K)에 있는 제2 실린더(3) 내에서는, 재가동의 시작 전에 폐쇄된 제2 실린더(3)의 흡기 밸브(5)가 사전 설정된 감압 최종 각도(23)에 도달할 때까지 개방됨으로써(S1, S2), 흡입관(11) 내로의 점화성 혼합물의 감압(S1, S2)이 이루어지며, 그에 이어서 회전의 속행을 위해 상기 제2 실린더(3) 내에 남아 있는 점화성 혼합물이 점화되는, 다기통 내연 기관의 재가동 방법.A method for restarting a multi-cylinder internal combustion engine (2) in which a suction pipe injection (16) is performed without an external supply torque,
The rotation of the crankshaft 4 of the internal combustion engine 2 is initiated by the ignition S1 of the ignitable mixture which takes place in the first cylinder 3 in the expansion phase E when re- In the second cylinder 3 in the compression phase K at the start of the re-start, the intake valve 5 of the second cylinder 3 which has been closed before the start of the re-start reaches a predetermined reduced final angle 23 (S1, S2) of the ignitable mixture into the intake tube (11), followed by the ignition of the ignitable mixture (S1, S2) remaining in the second cylinder (3) Of the internal combustion engine.
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WITB | Written withdrawal of application |