KR20180052671A - 방법 및 제어 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 방법 및 제어 디바이스에 관한 것으로, 여기서 전기 머신 및 내부 연소 엔진을 가진 구동 시스템에는 적어도 하나의 제1 실린더 및 크랭크 샤프트가 제공되고, 내부 연소 엔진의 적어도 제1 실린더로의 연료 공급이 비활성화되며, 전기 머신이 내부 연소 엔진과 토크 전달을 위하여 연결되고, 전기 머신은, 내부 연소 엔진의 크랭크 샤프트가 미리 규정된 속도로 회전하는 이러한 방식으로 작동되며, 제1 실린더에 지정된 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간이 검출되고, 교정값이 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간에 따라 결정된다.

Description

방법 및 제어 디바이스
본 발명은 특허 청구항 1에 따른, 구동 시스템을 위한 교정값을 결정하기 위한 방법, 및 특허 청구항 11에 따른 제어 유닛에 관한 것이다.
DE 10 2004 062 409 B4호는 내부 연소 엔진의 실린더 세그먼트(segment) 시간 지속기간의 교정을 위한 방법 및 디바이스를 개시한다.
본 발명의 목적은 구동 시스템을 위한 교정값을 결정하기 위한 개선된 방법, 및 개선된 제어 유닛을 제공하는 것이다.
상기 목적은 특허 청구항 1에 따른 방법에 의해 그리고 특허 청구항 11에 따른 제어 유닛에 의해 달성된다. 유익한 실시형태가 종속항에 명시된다.
개선된 제어 유닛 및 개선된 방법이, 전기 머신을 갖고, 그리고 적어도 제1 실린더 및 크랭크 샤프트를 가진 내부 연소 엔진을 가진, 구동 시스템이 제공되는 것에 의해 제공될 수 있고, 내부 연소 엔진의 적어도 제1 실린더로의 연료 공급이 비활성화되고, 전기 머신이 내부 연소 엔진에 토크로 고정되게 연결되고, 전기 머신은, 내부 연소 엔진의 크랭크 샤프트가 미리 규정된 회전 속도로 회전하도록 작동된다는 것이 본 발명에 따라 식별된다. 게다가, 제1 실린더에 지정되는, 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간이 검출된다. 교정값이 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간에 의존적인 방식으로 결정된다.
교정값에 기초하여, 제1 실린더의 인젝터의 인젝터 특성 곡선은, 제1 실린더 내로 주입된 연료량이 주입될 연료량과 정확히 일치하도록 조정될 수 있다. 게다가, 제1 실린더의 불규칙적인 동작이 특히 쉽게 검출될 수 있다.
추가의 실시형태에서, 내부 연소 엔진의 제2 실린더로의 연료 공급이 비활성화된다. 제2 실린더에 지정되는, 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간이 검출되고, 실린더 세그먼트 지속기간 차가 기준 시간 지속기간 및 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간으로부터 결정되고, 실린더 세그먼트 지속기간 차가 교정값의 결정에 고려된다.
추가의 실시형태에서, 실린더 세그먼트 지속기간 차가 미리 규정된 문턱값과 비교되고, 미리 규정된 문턱값을 초과하는 경우에, 교정값이 실린더 세그먼트 지속기간 차에 기초하여 결정된다.
추가의 실시형태에서, 교정값 및 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간에 기초하여, 교정된 실린더 세그먼트 시간 지속기간이 제2 실린더 내의 연소의 불규칙성의 검출을 위해 설정된다.
추가의 실시형태에서, 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간이 기준 시간 지속기간으로서 설정되고, 교정값은, 교정된 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간이, 크랭크 샤프트의 일정한 회전 속도의 경우에, 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간으로 실질적으로 조정되도록 선택된다. 교정된 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간은 제2 실린더의 연소 프로세스의 모니터링 동안 고려된다.
추가의 실시형태에서, 제1 실린더로의 연료 공급이 활성화되고, 그리고 최소량이 제1 실린더 내로 전달되고, 추가의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간이 검출되고, 추가의 실린더 세그먼트 지속기간 차가 추가의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간과 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간 간의 차에 기초하여 결정되고, 교정값이 추가의 실린더 세그먼트 지속기간 차에 기초하여 결정되고, 제1 실린더의 인젝터의 인젝터 특성이 교정값에 기초하여 조정된다.
추가의 실시형태에서, 제1 실린더 내로의 최소량의 공급 동안, 적어도 제2 실린더로의 연료 공급이 비활성화되거나 활성화된다.
추가의 실시형태에서, 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간이 제1 실린더의 고압 단계에서 검출된다.
추가의 실시형태에서, 교정값의 결정 동안, 내부 연소 엔진 및 전기 머신이 구동렬(drivetrain)의 전달 디바이스로부터 연결 해제된다. 이 방식으로, 실린더 세그먼트 시간 지속기간은 구동 역학과 관계 없이 결정될 수 있다.
추가의 실시형태에서, 교정값의 결정 후, 실린더로의 연료 공급이 완전히 활성화되고, 그리고 전기 머신의 동력이 감소되거나, 교정값의 결정 후, 실린더로의 연료 공급이 비활성화되고, 그리고 전기 머신의 동력이 감소되거나 증가되거나 전기 머신이 생성기로서 동작된다.
본 발명의 전술한 특성, 특징 및 이점 그리고 그것이 달성되는 방식은, 도면과 관련되어 보다 상세히 논의될, 예시적인 실시형태의 다음의 설명과 관련되어 보다 분명해질 것이고 보다 명백하게 이해 가능해질 것이다.
도 1은 구동 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 시스템을 제어하기 위한 제1 실시형태에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 구동 시스템을 제어하기 위한 제2 실시형태에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1은 구동 시스템(100)의 개략도이다. 구동 시스템(100)은 차량, 특히, 자동차를 구동하기 위해 설계된다.
구동 시스템(100)은 내부 연소 엔진(105), 적어도 하나의 전기 머신(110), 제어 유닛(115), 및 적어도 하나의 클러치 디바이스(120)를 갖는다. 구동 시스템(100)은 클러치 디바이스(120)에 의해 전달 디바이스(125)에 전환 가능하게 연결될 수 있다.
내부 연소 엔진(105)은 흡입관(intake tract)(130), 및 엔진 블록(135), 실린더 헤드(140) 및 배기관(exhaust tract)(145)을 포함한다.
흡입관(130)은 쓰로틀 플랩(throttle flap)(150), 흡입 파이프(155) 및 매니폴드(160)를 포함한다. 엔진 블록(135)은 적어도 하나의 제1 실린더(Z1) 및 적어도 하나의 제2 실린더(Z2)를 갖는다. 도 1에서, 예로써, 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4) 중 제1 실린더(Z1)가 예시된다. 내부 연소 엔진(105)은 자명하게 또한 수개의 다른 수의 실린더(Z1, Z2)를 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 1에 상징적으로 예시된 바와 같은 내부 연소 엔진(105)은 4개의 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)를 가진 4개의 실린더 엔진으로서 형성될 수도 있다. 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)는 유리하게 동일한 형태의 실린더이다. 여기서, 각각의 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)에서, 각각의 경우에 부분적으로 연소 챔버(170)의 범위를 정하는 하나의 피스톤(165)이 있다. 피스톤(165)은 연결 로드(connecting rod)(175)에 의해 엔진 블록(135)의 크랭크 샤프트(180)에 연결된다.
실린더 헤드(140)는 유입 밸브(185)를 갖고, 적어도 하나의 유출 밸브(190)를 갖고, 유입 밸브(185)에 지정되는 제1 밸브 구동부(195)를 갖고, 그리고 유출 밸브(190)에 지정되는 제2 밸브 구동부(200)를 포함한다.
게다가, 실린더 헤드(140)는 점화 플러그(210) 및/또는 인젝터(205)를 가질 수도 있다. 인젝터(205)가 활성화된 상태일 때 인젝터가 연소 챔버 내로 연료를 주입하는, 각각의 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)를 위해 인젝터(205)가 제공되는 경우가 유리하다. 인젝터(205)는 대안적으로 또한 흡입 파이프(155) 내에 배치될 수도 있다. 점화 플러그(210)가 또한 생략될 수도 있다. 이는 특히 내부 연소 엔진(105)이 디젤 엔진의 형태인 경우에 그럴 수도 있다.
전기 머신(110)은, 실시형태에서, 토크(torque)로 크랭크 샤프트(180)에 고정되게 연결된다. 게다가, 크랭크 샤프트(180)와 전기 머신(110) 사이에, 전기 머신(110)을 내부 연소 엔진(105)의 크랭크 샤프트(180)에 전환 가능하게 연결하는 추가의 클러치 디바이스(미도시됨)가 부가적으로 제공될 수도 있다. 여기서, 추가의 클러치 디바이스는 제어 유닛(115)에 연결될 수도 있다.
제어 유닛(115)은 인터페이스(215), 메모리(220) 및 제어 디바이스(225)를 갖는다. 제어 디바이스(225)는 제1 연결부(230)에 의해 메모리(220)에 연결된다. 제어 디바이스(225)는 제2 연결부(235)에 의해 인터페이스(215)에 연결된다. 인터페이스(215)는 다양한 액추에이터 및 필요하지 않다면 이하에 논의되지 않는, 구동 시스템(100)의 추가의 제어 디바이스 또는 컴포넌트(component)(미도시됨)에 연결될 수도 있다.
미리 규정된 문턱값 및 선택 가능하게 부가적인 미리 규정된 추가의 문턱값 및/또는 미리 규정된 설정값이 메모리(220)에 저장될 수도 있다. 게다가, 도 2 및 도 3에 이하에 기술된 방법을 수행하기 위한 알고리즘이 메모리(220)에 저장될 수도 있다. 게다가, 메모리(220)에, 제1 실린더(Z1)에 대해 미리 규정된 방식으로 저장되는, 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1), 및 제2 실린더(Z2)에 대해 저장되는, 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)이 저장될 수도 있다. 게다가, 메모리(220)에, 내부 연소 엔진(105) 및/또는 전기 머신(110)의 동작에 대한 제어 방법이 저장될 수도 있다.
구동 시스템(100)은 게다가 크랭크 샤프트 센서(240)를 갖는다. 크랭크 샤프트 센서(240)는 인코더 휠(250)을 갖는다. 인코더 휠(250)은 바람직하게 규칙적인 간격으로 원주 방향으로 배치되는 다수의 톱니(tooth)(255)를 갖는다. 하나의 넓어진 갭(256)은, 넓어진 갭이 예를 들어 제1 실린더(Z1)의 피스톤(165)의 상사점과 관련 있는, 인코더 휠(250) 상의 톱니(255) 사이에 제공되는 경우가 부가적으로 유리하다.
크랭크 샤프트 센서(240)는 게다가 제4 연결부(265)에 의해 제어 유닛(115)의 인터페이스(215)에 연결되는 센서 구성요소(260)를 갖는다. 센서 구성요소(260)는 예를 들어 홀(Hall) 구성요소로서 형성될 수도 있고, 센서 구성요소의 측정 신호는 인코더 휠(250)의 윤곽(contour)을 나타낸다. 그러나 센서 구성요소(260)는 또한 수개의 다른 디자인의 센서 구성요소일 수도 있고; 예를 들어, 센서 구성요소(260)는 또한 광 검출을 나타낼 수도 있다.
정상 동작 동안, 제어 유닛(115)은 예를 들어 페달 위치 인코더(270)에 의해 나타낸 드라이버 요구에 의존적인 방식으로 내부 연소 엔진(105) 및 전기 머신(110)을 제어한다. 페달 위치 인코더(270)는 제5 연결부(275)에 의해 제어 유닛(115)의 인터페이스(215)에 연결된다.
게다가, 클러치 디바이스(120)는 제6 연결부(280)에 의해 인터페이스(215)에 연결될 수도 있다.
구동 시스템(100)은 상이한 동작 상태를 나타낼 수도 있다. 따라서, 제1 동작 상태에서, 차량을 구동하기 위한 토크는 오직 내부 연소 엔진(105)에 의해 생성될 수도 있다. 대안적으로, 토크는 또한 오직 전기 머신(110)에 의해 제공될 수도 있다. 게다가, 생성기로서 전기 머신(110)의 동작은, 동시에 내부 연소 엔진(105)이 전기 머신(110)을 구동하고 동시에 차량을 이동시키기 위한 토크를 제공하는 동안, 가능하다. 게다가, 하이브리드 동작 상태에서, 차량을 구동하기 위한 토크는 전기 머신(110)에 의해 그리고 내부 연소 엔진(105)에 의해 생성될 수도 있다.
내부 연소 엔진(105) 및/또는 전기 머신(110)에 의해 제공된 토크는 폐쇄된 클러치 디바이스(120)에 의해 전달 디바이스(125)로 전달되고, 전달 디바이스는 결국 예를 들어 차량의 구동 휠로 토크를 전달한다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 시스템(100)을 제어하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 이하에 기술된 방법은 실시형태로서 제1 실린더(Z1) 및 제2 실린더(Z2)에 대해 논의될 것이다. 여기서, 제2 실린더(Z2)는 추가의 실린더(Z3, Z4)에 대한 실시형태로서 사용된다. 제2 실린더(Z2)에 대해 수행된 방법 단계는 이에 맞춰 추가의 실린더(Z3, Z4)에 대해 수행될 수도 있다.
제1 방법 단계(300)에서, 제어 디바이스(225)는 구동 시스템(100)이 전달 디바이스(125)로부터 연결 해제되는지를 점검한다. 이는 예를 들어 상태(예를 들어 클러치 디바이스의 개방 또는 폐쇄)에 관한 정보 신호를 인터페이스(215)에 제공하는 클러치 디바이스(120)에 의해 실현될 수도 있다. 인터페이스(215)는 정보 신호를 제어 디바이스(225)에 제공한다. 클러치 디바이스(120)가 폐쇄된다면, 그러면 제어 디바이스(225)는 제어 신호에 의해 클러치 디바이스(120)를 개방할 수 있거나 클러치 디바이스(120)가 개방되는, 구동 시스템(100)의 동작 상태가 나타날 때까지 기다릴 수 있다. 클러치 디바이스(120)가 개방된다면, 그러면 제어 디바이스(225)는 제2 방법 단계(305)로 진행된다.
제2 방법 단계(305)에서, 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4) 중 적어도 하나, 바람직하게 모든 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)로의 연료 공급은 제어 디바이스(225)에 의해 중단된다.
제2 방법 단계(305)에 대하여 동시에 또는 연속적으로 수행될 수도 있는, 제3 방법 단계(310)에서, 전기 머신(110)은 제어 디바이스(225)에 의해 활성화된다. 제2 방법 단계 및 제3 방법 단계(305, 310)에서 연료 공급의 활성화 및 비활성화는, 크랭크 샤프트(180)가 일정한 미리 규정된 회전 속도(n)로 실질적으로 회전하기 위해서, 전기 머신(110)이 시작됨과 동시에, 연료 공급이 연속적으로 감소되도록 바람직하게 수행될 수도 있다. 대안적으로, 제3 방법 단계(310)에서, 크랭크 샤프트(180)는 미리 규정된 회전 속도(n)로 가속 또는 감속될 수도 있다.
제4 방법 단계(315)에서, 제어 디바이스(225)는, 내부 연소 엔진(105)의 크랭크 샤프트(180)의 미리 규정된 회전 속도(n)가 미리 규정된 시간 간격에 걸쳐 일정하게 유지되도록 전기 머신(110)을 작동시킨다. 미리 규정된 시간 간격으로, 추가의 방법 단계(320 내지 345)가 수행된다. 여기서, 미리 규정된 회전 속도(n)는 내부 연소 엔진(105)의 유휴 회전 속도에 바람직하게 대응할 수도 있다. 제어 디바이스(225)는 또한 미리 규정된 회전 속도(n)가 유휴 회전 속도와 상이하지만, 내부 연소 엔진(105)의 최대 회전 속도보다 느리도록 전기 머신(110)을 작동시킬 수도 있다.
여기서, 미리 규정된 회전 속도는 크랭크 샤프트(180)의 미리 규정된 회전 속도를 나타낸다. 여기서, 전기 머신(110)은, 미리 규정된 회전 속도(n)가 제어 디바이스(225)의 메모리에 저장되는, 미리 규정된 설정값에 가능한 정확하게 대응하도록 작동된다. 이 목적을 위해, 전기 머신(110)은, 물리적으로 또한 제어 디바이스(225)의 일부일 수도 있고 그리고 폐루프 제어의 경우에, 유리하게 크랭크 샤프트(180)의 회전 속도 또는 전기 머신(110)의 출력 샤프트의 회전 속도를 크랭크 샤프트 센서(240)의 측정 신호와 관계없는 방식으로 설정하는, 적합한 개루프 및/또는 폐루프 제어 수단을 나타낸다. 전기 머신(110)의 개루프 제어는, 크랭크 샤프트(180)가 제4 방법 단계(315) 후 목적하는 미리 규정된 균일도로 회전하도록 구성된다.
적어도 제1 실린더(Z1)에 대한 제5 방법 단계(320)에서, 내부 연소 엔진(105)의 크랭크 샤프트(180)의 각 범위의 적어도 하나의 제1 실린더 세그먼트에 대한 고압 단계에서, 제1 실린더(Z1)에 지정되는, 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)이 검출된다. 또한, 제2 실린더(Z2)에 대한, 크랭크 샤프트(180)의 각 범위의 제2 실린더 세그먼트에 대한, 제5 방법 단계(320)에서, 제2 실린더(Z2)에 지정되는, 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)이 검출될 수도 있다
이는 예를 들어 제어 디바이스(225)가 인코더 휠(250)의 기하학적 디자인에 의존적인 방식으로 센서 구성요소(260)의 측정 신호의 대응하는 플랭크를 검출하고, 그리고 실린더(Z1, Z2)의 각각의 실린더 세그먼트를 나타내는, 미리 규정된 수의 톱니 플랭크의 각각의 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1, tS2)을 검출한다는 점에서 실현될 수도 있다.
제6 방법 단계(325)에서, 결정된 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1, tS2)이 메모리(220)에 (임시로) 저장된다.
제7 방법 단계(330)에서, 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1, tS2) 중 하나, 예를 들어 제1 실린더(Z1)의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)이 실린더 기준 시간 지속기간(tR)으로 지정된다. 실린더 기준 시간 지속기간(tR)이 메모리(220)에 저장되는 미리 규정된 특성 맵(map)에 의해 제어 디바이스(225)에 의해 결정되는 것이 또한 가능하다. 실린더 기준 시간 지속기간(tR)은 부가적으로 제1 실린더(Z1)에 대한 제1 기준값(R1)으로서, 메모리(220)에 영구적으로 저장될 수도 있다.
제8 방법 단계(335)에서, 기준 실린더로서 기능하지 않는 상기 실린더(Z1, Z2), 예를 들어 제2 실린더(Z2)에 대해, 제어 디바이스(225)는, 제2 실린더(Z2)에 지정된 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)과 실린더 기준 시간 지속기간(tR) 간의 차를 계산함으로써, 제2 실린더(Z2)에 지정된, 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS2)를 결정한다. 기준 실린더로서 기능하는 상기 실린더(Z1, Z2), 예를 들어 제1 실린더(Z1)에 대해, 제8 방법 단계(335)가 스킵된다.
실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS2)는 예를 들어 제2 실린더(Z2)의 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)과 기준 실린더(Z1)의 실린더 기준 시간 지속기간(tR) 간의 백분율 차일 수도 있다.
제9 방법 단계(340)에서, 제어 디바이스(225)는 제2 실린더(Z2)에 지정된 방식으로 제2 실린더(Z2)에 대해 결정된 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS2)를 메모리(220)에 저장한다.
제10 방법 단계(345)에서, 제어 디바이스(225)는 제2 실린더(Z2)에 지정된 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS2)와 메모리(220)에 저장된 미리 규정된 문턱값을 비교한다.
제2 실린더(Z2)에 대해 결정된 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS2)가 미리 규정된 문턱값 이하로 떨어지면, 그러면 제어 디바이스(225)는 제2 실린더(Z2)에 대해 결정된, 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)을 제2 실린더(Z2)에 대한 제2 기준값(R2)으로서 메모리(220)에 (영구적으로) 저장한다.
제2 실린더(Z2)의 실린더 세그먼트 지속기간 차가 미리 규정된 문턱값을 초과한다면, 그러면 제어 디바이스(225)는 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS2)에 기초하여 제2 실린더(Z2)에 대한 교정값(K)을 결정한다.
교정값(K)은, 예를 들어 제2 실린더(Z2)의 교정된 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)이 기준 실린더(Z1)에 실질적으로 대응하게끔 제2 실린더(Z2)의 결정된 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)이 교정값(K)에 의해 변화되도록 결정될 수도 있다.
제어 디바이스(225)는 제2 실린더(Z2)의 교정된 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)을 제2 기준값(R2)으로서 메모리(220)에 영구적으로 저장한다. 제2 실린더(Z2)에 대한 제2 기준값(R2)이 메모리(220)에 가능하게 미리 저장된다면, 상기 값은 중복 기입될 것이다.
제11 방법 단계(350)에서, 제어 디바이스(225)는 내부 연소 엔진(105)으로의 연료 공급을 활성화시키고 내부 연소 엔진(105)을 활성화시킨다. 동시에, 전기 머신(110)은, 미리 규정된 회전 속도(n)가 실질적으로 계속 유지되게끔, 전기 머신(110)이 내부 연소 엔진(105)에 의해 제공된 토크에 의해 감소되는 토크를 제공하도록 제어 디바이스(225)에 의해 작동된다. 여기서, 제어 디바이스(225)는, 전기 머신(110)에 의해 출력된 토크가 완전히 감소될 수 있는 이러한 정도로 연료 공급을 증가시키고, 그리고 구동 시스템(100)은 오직 내부 연소 엔진(105)에 의해 동작되고, 그리고 전기 머신(110)은 생성기 모드로, 내부 연소 엔진(105)에 의해 구동되는 방식으로, 가능하게 동작된다. 대안적으로, 전기 머신(110)의 동력은, 내부 연소 엔진(105)이 비활성화되게 유지되는 동안, 증가된다. 차량의 출발 동작 동안, 전기 머신(110)은, 내부 연소 엔진(105)이 비활성화되게 유지되는 동안 생성기 모드로 동작되는 것이 또한 가능하다.
제12 방법 단계(355)에서, 구동 시스템(100)은 다시 클러치 디바이스(120)가 폐쇄되는 것에 의해 전달 디바이스(125)에 토크로 고정되게 연결될 수도 있다. 제11 방법 단계 및 제12 방법 단계(350, 355)는 동시에, 바람직하게 시간에 관해서 동기화된 방식으로 수행될 수도 있다.
구동 시스템(100)의 정상 동작 동안, 제어 디바이스(225)는, 제3 방법 단계(310)에서 기술된 상황과 유사하게, 각각의 실린더(Z1, Z2)의 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tNS1, tNS2)을 검출한다. 정상 동작 동안 결정된 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tNS1, tNS2)은, 제어 디바이스(225)에 의해, 각각 연관된 실린더(Z1, Z2)의, 기준값(R1, R2)으로서 메모리(220)에 저장된, (가능하게 교정된) 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1, tS2)과 비교된다. 정상 동작 동안 결정된 실린더(Z2, Z3, Z4)의 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tNS1, tNS2)이 추가의 미리 규정된 문턱값만큼 벗어나는 경우에, 제어 디바이스(225)는 대응하는 실린더(Z1, Z2) 내의, 연소의 불규칙성, 특히 불발 이벤트(misfiring event)를 신뢰할 수 있게 검출할 수 있고, 그리고 이에 따라 불발 이벤트를 나타내는 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)를 작동시킬 수 있다.
도 3은 제2 실시형태에 따른, 도 1에 도시된 구동 시스템(100)을 동작시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 방법은 도 2에서와 같이, 제1 실린더 및 제2 실린더(Z1, Z2)에 기초하여 논의될 것이다. 제2 실린더에 대해 논의되는 것은 또한 추가의 실린더에도 적용된다.
도 2에 기술된 제1 방법 단계(300)에 대응하는, 제1 방법 단계(300)에서, 제어 디바이스(225)는, 클러치 디바이스(120)가 개방되거나 폐쇄되는 지를 점검한다. 클러치 디바이스(120)가 폐쇄된다면, 그러면 제어 디바이스(225)는 제어 신호에 의해 클러치 디바이스(120)를 개방할 수 있거나, 클러치 디바이스(120)가 개방되는, 차량의 동작 상태가 나타날 때까지 기다릴 수 있다. 클러치 디바이스(120)가 개방된다면, 그러면 제어 디바이스(225)는 제2 방법 단계(305)로 진행된다.
제2 방법 단계(305)에서, 전기 머신(110)이 활성화되고 그리고 내부 연소 엔진(105)에 토크로 고정되게 연결된다.
제3 방법 단계(310)에서, 제어 디바이스(225)는, 크랭크 샤프트(180)가 미리 규정된 회전 속도로 회전하도록, 예를 들어 메모리(220)에 저장된 특성 맵에 기초하여, 전기 머신(110)을 작동시킨다. 동시에, 제어 디바이스(225)는 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4) 중 적어도 하나, 예를 들어 제1 실린더(Z1)를 비활성화시킨다. 모든 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)가 비활성화되는 것이 특히 유리하다. 여기서, 전기 머신(110)은, 크랭크 샤프트(180)의 회전 속도가 미리 규정된 회전 속도(n)에 실질적으로 대응하도록 제어 디바이스(225)에 의해 작동된다. 예를 들어, 미리 규정된 회전 속도(n)로서, 내부 연소 엔진(105)의 유휴 회전 속도가 유지될 수 있다.
여기서, 개루프 및/또는 폐루프 제어 알고리즘은, 크랭크 샤프트(180)의 회전 속도가 미리 규정된 회전 속도에 실질적으로 대응하도록, 메모리(220)에 저장될 수도 있다. 여기서, 전기 머신(110) 및 내부 연소 엔진(105)의 개루프 및/또는 폐루프 제어는, 크랭크 샤프트(180)의 회전 속도가 크랭크 샤프트 센서(245)의 센서 구성요소(260)의 측정 신호와 관계 없이 설정될 수 있도록 수행된다. 게다가, 전기 머신(110) 및 내부 연소 엔진(105)의 개루프 제어는, 크랭크 샤프트(180)의 회전 속도가 목적하는 높은 균일도를 나타내도록 수행된다.
제4 방법 단계(315)에서, 제어 디바이스(225)는, 인터페이스(215)를 통해 크랭크 샤프트 센서(180)의 센서 구성요소(260)의 센서 신호를 검출한다. 여기서, 검출된 센서 신호는 인코더 휠(250)의 톱니(255)의 플랭크의 기하학적 디자인에 대응한다. 여기서, 각각의 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)에는 검출된 측정 신호의 하나의 각 범위가 각각의 경우에 지정된다.
제5 방법 단계(320)에서, 제어 디바이스(225)는 측정 신호에 기초하여 내부 연소 엔진(105)의 제1 실린더(Z1)에 대한 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)을 결정한다.
제6 방법 단계(325)에서, 제어 디바이스(225)는 제1 실린더(Z1)의 결정된 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)을 메모리(220)에 저장한다.
제어 디바이스(225)는 다른 (제2) 실린더에 대해 제3 내지 제6 방법 단계(310 내지 325)를 반복하고, 그리고 실린더(Z2, Z3, Z4)에 대해 각각 결정된 각각의 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2, tS3, tS4)을 각각의 실린더(Z2, Z3, Z4)에 지정된 방식으로 메모리(220)에 저장한다. 여기서, 제3 내지 제6 방법 단계(310 내지 325)의 이전의 실행 동안 비활성화되었던, 제1 실린더가 활성화된다.
제어 디바이스(225)는, 제어 디바이스(225)가 모든 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)에 대해, 각각 결정된 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1, tS2, tS3, tS4)을 메모리(220)에 저장할 때 제7 방법 단계(330)로 진행된다.
제7 방법 단계(330)에서, 제어 디바이스(225)는 제3 방법 단계에 기술된 바와 같이 구동 시스템(100)을 제어하지만, 최소량의 연료가 인젝터(205)에 의해 제1 실린더(Z1) 내로 주입된다. 제어 디바이스(225)는 추가의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1')을 센서 구성요소(260)의 측정 신호로부터 결정한다.
제8 방법 단계(335)에서, 제어 디바이스(225)는, 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1) 및 추가의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1 ')에 기초하여 제1 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS1)를 결정한다. 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS1)는 여기서, 제1 실린더 내의 최소량의 연료에 의해 생성되는 토크와 관련 있다.
제9 방법 단계(340)에서, 제어 디바이스(225)는 제1 실린더(Z1)에 대한 제1 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS1)를 메모리(220)에 저장한다.
제10 방법 단계(345)에서, 제어 디바이스(225)는 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS1)에 기초하여 제1 실린더(Z1)에 대한 제1 교정값(K1)을 결정한다.
제1 교정값(K1)은, 예를 들어 제1 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS1)에 기초하여 결정되는 제1 실린더(Z1) 내로의 인젝터(205)의 주입된 연료량 및 메모리(220)에 저장된 인젝터 특성 곡선에 의해 결정될 수도 있다. 결정된 주입된 연료량은 주입된 최소량에 대한 설정값과 비교될 수도 있다. 설정값이 결정된 주입된 연료량에 실질적으로 대응한다면, 그러면 제어 디바이스(225)는 메모리(220)에 저장된 인젝터 특성 곡선을 유지한다. 주입된 연료량이 미리 규정된 문턱값만큼 설정값에서 벗어난다면, 그러면 제어 디바이스(225)는 주입된 연료량 및 인젝터 특성 곡선에 기초하여 제1 교정값(K1)을 결정한다. 여기서, 제1 교정값(K1)은 제1 실린더(Z1)의 인젝터의 인젝터 특성 곡선의 오프셋(offset)에 대응할 수도 있다.
제1 교정값(K1) 및 인젝터 특성 곡선에 기초하여, 제어 디바이스(225)는 예를 들어 인젝터 특성 곡선을 축 방향으로 제1 교정값(K1)만큼 이동시킴으로써 조정된 인젝터 특성 곡선을 결정한다. 제어 디바이스(225)는 메모리(220)에 저장된 인젝터 특성 곡선을 제1 실린더(Z1)의 결정된 조정된 인젝터 특성 곡선(205)으로 대체한다.
제어 디바이스(225)는 제2 실린더(Z2)의 인젝터 그리고 가능하게 추가의 실린더(Z3, Z4)의 추가의 인젝터의 인젝터 특성 곡선을 조정하도록 제2 실린더(Z2) 및 추가의 실린더(Z3, Z4)에 대해 제7 내지 제10 방법 단계(300 내지 345)를 반복한다.
제3 내지 제6 방법 단계(310 내지 325)의 반복 및 제7 내지 제10 방법 단계(330 내지 345)의 그 다음의 반복 대신에, 제어 디바이스(225)가 제3 내지 제10 방법 단계(310 내지 345)를 연속적으로 수행하고, 그 뒤에 추가의 실린더(Z2, Z3, Z4)에 대해 제3 내지 제10 방법 단계(310 내지 345)를 반복하는 것이 대안적으로 또한 가능하다.
게다가, 도 3에 기술된 방법이 도 2에 기술된 방법과 결합되는 것이 또한 가능하다. 따라서, 제3 내지 제10 방법 단계(310-345)가 도 2에 기술된 방법의 제10 방법 단계(340) 후 수행되는 것이 가능하다.
게다가, 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1, tS2, tS3)이 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)의 고압 단계에서 각각의 경우에 검출되는 것이 유리하다.
제10 방법 단계(345) 후, 제어 디바이스(225)는 제11 방법 단계(350) 및 제12 방법 단계(355)로 진행되고, 제11 및 제12 방법 단계(350, 355)는 도 2에 기술된 제11 및 제12 방법 단계(350, 355)에 실질적으로 대응한다.
본 발명이 바람직한 예시적인 실시형태로서 보다 상세히 예시되고 기술되지만, 본 발명은 개시된 실시형태로 제한되지 않고 다른 변형이 발명의 보호 범위로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 본 발명으로부터 도출될 수 있다.
100: 구동 시스템 105: 내부 연소 엔진
110: 전기 머신 115: 제어 유닛
120: 클러치 디바이스 125: 전달 디바이스
130: 흡입관 135: 엔진 블록
140: 실린더 헤드 145: 배기가스관
150: 쓰로틀 플랩 155: 흡입 파이프
160: 매니폴드 165: 피스톤
170: 연소 챔버 175: 연결 로드
180: 크랭크 샤프트 185: 유입 밸브
190: 유출 밸브 195: 제1 밸브 구동부
200: 제2 밸브 구동부 205: 주입 밸브
210: 점화 플러그 215: 인터페이스
220: 메모리 225: 제어 디바이스
230: 제1 연결부 235: 제2 연결부
240: 크랭크 샤프트 센서 245: 제3 연결부
250: 인코더 휠 255 톱니
256: 갭 260: 센서 구성요소
265: 제4 연결부 275: 제5 연결부
280: 제6 연결부 300: 제1 방법 단계
305: 제2 방법 단계 310: 제3 방법 단계
315: 제4 방법 단계 320: 제5 방법 단계
325: 제6 방법 단계 330: 제7 방법 단계
335: 제8 방법 단계 340: 제9 방법 단계
345: 제10 방법 단계 350: 제11 방법 단계
355: 제12 방법 단계
tS1: 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간
tS2: 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간
tS3: 실린더 세그먼트 시간 지속기간
tS4: 실린더 세그먼트 시간 지속기간
tS1:' 추가의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간
Δt: 실린더 세그먼트 지속기간 차
ΔtS1: 실린더 세그먼트 지속기간 차
n: 미리 규정된 회전 속도
K: 교정값

Claims (11)

  1. 구동 시스템(100)의 교정값(K)을 결정하기 위한 방법으로서,
    - 전기 머신(110)을 갖고, 그리고 적어도 제1 실린더(Z1) 및 크랭크 샤프트(180)를 구비한 내부 연소 엔진(105)을 갖는 구동 시스템(100)이 제공되고,
    - 상기 내부 연소 엔진(105)의 적어도 상기 제1 실린더(Z1)로의 연료 공급이 비활성화되며,
    - 상기 전기 머신(110)이 상기 내부 연소 엔진(105)에 토크로 고정되게 연결되고,
    - 상기 전기 머신(110)은, 상기 내부 연소 엔진(105)의 상기 크랭크 샤프트(180)가 미리 규정된 회전 속도(n)로 회전하도록 작동되며,
    - 상기 제1 실린더(Z1)에 지정되는 제1 실린더 세그먼트(segment) 시간 지속기간(tS1)이 검출되고,
    - 상기 교정값(K)이 상기 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)에 의존적인 방식으로 결정되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    - 상기 내부 연소 엔진(105)의 제2 실린더(Z2)로의 상기 연료 공급이 비활성화되고,
    - 상기 제2 실린더(Z2)에 지정되는 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)이 검출되며,
    - 실린더 세그먼트 지속기간 차(Δt)가 기준 시간 지속기간(tR) 및 상기 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)으로부터 결정되고,
    - 상기 실린더 세그먼트 지속기간 차(Δt)가 상기 교정값(K)의 상기 결정에 고려되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    - 상기 실린더 세그먼트 지속기간 차(Δt)가 미리 규정된 문턱값과 비교되고,
    - 상기 미리 규정된 문턱값을 초과하는 경우에, 상기 교정값(K)이 상기 실린더 세그먼트 지속기간 차(Δt)에 기초하여 결정되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 교정값(K) 및 상기 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)에 기초하여, 교정된 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)이 상기 제2 실린더(Z2) 내의 연소의 불규칙성의 검출을 위해 설정되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    - 상기 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)이 기준 시간 지속기간(tR)으로서 설정되고,
    - 상기 교정값(K)은, 상기 교정된 제2 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS2)이, 상기 크랭크 샤프트(180)의 일정한 회전 속도의 경우에, 상기 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)으로 실질적으로 조정되도록 선택되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제1 실린더(Z1)로의 연료 공급이 활성화되고, 그리고 최소량이 상기 제1 실린더(Z1) 내로 전달되며,
    - 추가의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1 ')이 검출되고,
    - 추가의 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS1)가 상기 추가의 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1 ')과 상기 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1) 간의 차에 기초하여 결정되며,
    - 상기 교정값(K)이 상기 추가의 실린더 세그먼트 지속기간 차(ΔtS1)에 기초하여 결정되고,
    - 상기 제1 실린더(Z1)의 인젝터(205)의 인젝터 특성이 상기 교정값(K)에 기초하여 조정되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 실린더(Z1) 내로의 상기 최소량의 공급 동안, 적어도 상기 제2 실린더(Z2)로의 상기 연료 공급이 활성화되거나 비활성화되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 실린더 세그먼트 시간 지속기간(tS1)이 상기 제1 실린더(Z1)의 고압 단계에서 검출되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 교정값(K)의 상기 결정 동안, 상기 내부 연소 엔진(105) 및 상기 전기 머신(110)이 구동렬(drivetrain)의 전달 디바이스(125)로부터 연결 해제되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 교정값(K)의 결정 후, 상기 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)로의 상기 연료 공급이 완전히 활성화되고, 그리고 상기 전기 머신(110)의 동력이 감소되거나, 또는
    - 상기 교정값(K)의 결정 후, 상기 실린더(Z1, Z2, Z3, Z4)로의 상기 연료 공급이 비활성화되고, 그리고 상기 전기 머신(110)의 동력이 감소되거나 증가되거나 또는 상기 전기 머신(110)이 생성기로서 동작되는, 구동 시스템의 교정값을 결정하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실시하도록 설계되는, 제어 유닛(115).
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