KR20190130489A - 내연 기관에서 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내연 기관(10) 내에서 감압 원리 및/또는 콘스탄트 스로틀(constant throttle) 원리에 따라 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법에서 엔진 브레이크는, 내연 기관(10)의 실린더(14, 15, 16)의 부분량이 제동 모드에서 작동되고, 내연 기관(10)의 나머지 실린더(11, 12, 13)가 점화 모드에서 작동되도록 작동된다. 이 경우, 내연 기관(10)의 점화 작동된 실린더(11, 12, 13) 내부로의 연료 분사는 특별히 가열 효과를 발생시키기 위해 수행된다.

Description

내연 기관에서 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 방법{METHOD FOR OPERATING AN ENGINE BRAKE IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 내연 기관에서 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 방법, 그리고 내연 기관에서의 엔진 브레이크의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 방법을 수행하기에 적합한 컴퓨터 프로그램, 기계 판독 가능 저장 매체 및 전자 제어 장치와도 관련이 있다.

특히, 예를 들어 트럭과 같은 상용차에서는, 통상적인 작동 브레이크 외에 엔진 브레이크가 표준 기술에 속한다. 이 표준 기술에서는, 배기 브레이크(exhaust brake) 또는 리타딩 플랩(retarding flap)으로도 불리는 유형의 이른바 엔진 리타더 브레이크가 공지되어 있다. 엔진 브레이크는, 연료 공급부가 스위치 오프된 경우, 엔진 또는 내연 기관의 회전을 위해 외부로부터 어셈블리에 기계 일(mechanical work)이 공급되어야 하는 효과를 이용한다. 차량이 제동되어야 한다면, 상기 일은 차량의 운동 에너지로부터 얻어진다. 엔진 브레이크에 의해 상기 운동 에너지가 열로 변환됨으로써, 차량은 제동된다. 보편화된 리타딩 플랩 외에, 이론적으로 압축 행정에서 엔진 또는 내연 기관에 의해 수행된 일이 후속 행정을 위해 이용되지 않은 채 유지됨으로써 내연 기관용 제동 토크가 증가한다는 사실에 기반하는 소위 감압 브레이크(decompression brake)가 사용된다. 이는 특히, 압축 행정의 종료 시 내연 기관의 하나 또는 복수의 실린더의 배출 밸브가 개방되어 실린더 내 압력이 감소함으로써(감압) 달성된다. 이 경우, 피스톤이 상사점 근처에 있을 때 배출 밸브의 개방이 실시됨으로써, 압축된 가스 차지(gas charge)가 배출된다. 피스톤이 상사점을 통과하는 즉시 또는 차후에도, 그러나 늦어도 다음 압축 행정이 개시되기 전에는, 배출 밸브가 재차 폐쇄되고, 다음 사이클에서 상기 프로세스가 반복된다. 이 경우, 가스 차지의 방출 동안 발생하는 압력 피크들에 의해 터보차저가 가속되고, 내연 기관을 통과하는 질량 흐름이 증가한다. 이로 인해, 제동력이 더욱 증가하게 되고, 시스템은 자체적으로 보강된다. 이와 같은 기능 방식을 따르는 엔진 브레이크는 "제이크 브레이크(Jake Brake)" 또는 "제이콥스 브레이크(Jacobs Brake)"라는 명칭으로 공지되어 있다. 다른 소위 콘스탄트 스로틀(copnstant throttle) 브레이크는, 추가의 소형 배출 밸브(콘스탄트 스로틀)에 의해 동작한다. 이 밸브는, 각각의 실린더의 연소 챔버를 실린더 헤드 내 상응하는 배출 채널과 단락시킨다. 제동 모드에서는 상기 추가 밸브가 개방되고, 가스 차지가 충전 압력 또는 피스톤 행정에 의해 배출 채널 내로 안내된다. 감압 브레이크에서와 달리 콘스탄트 스로틀이 실린더의 전체 연소 주기 동안 개방됨으로써, 감압이 연속으로 이루어진다. 정규 배출 밸브에 비해 작은 콘스탄트 스로틀의 횡단면으로 인해, 스로틀의 관류 시 높은 저항이 형성된다.

엔진 브레이크의 또 다른 한 가지 가능성은, 별도의 콘스탄트 스로틀 밸브를 생략하고 이 밸브의 기능을 기존의 배출 밸브를 통해 구현하는 것이다. 이 경우, 상기 배출 밸브가 전체 시간 동안 개방되어 있을 필요가 없다. 배출 밸브는 압축 행정 동안 개방되어 있다가, 예를 들어 정상적인 배출 밸브 개방 행정 후에 다시 폐쇄되고, 흡입 밸브의 흡입 행정 후에 비로소 다시 개방되는 것으로 충분하다.

감압 원리 또는 콘스탄트 스로틀 원리를 따르는 상기와 같은 엔진 브레이크를 특히 엔진 리타더 브레이크와 조합함으로써, 제동 효과가 더욱 개선될 수 있다. 터보차저를 통한 공기 시스템과 감압 및 콘스탄트 스로틀 원리의 조합도 공지되어 있다. 감압 모드 동안 내연 기관의 통상적인 4행정 모드와 2행정 모드 사이의 변경과 같은 다른 컨셉들도 제안된다. 이 경우, 2행정 모드에서는 실린더 당 연소 주기의 횟수가 4행정 모드에 비해 2배가 되며, 그 결과 감압 과정의 수도 2배가 된다[예컨대 Jacobs Vehicle Systems 사(社)의 Jacobs-HPD^TM(High Power Density) System].

감압 브레이크 및 콘스탄트 스로틀 엔진 브레이크의 작동에서는, 상이한 제동 모드들에 예를 들어 높은 제동 토크 및 중간 제동 토크를 제공하는 점이 공지되어 있으며, 이 경우 내연 기관의 모든 실린더 또는 소정의 부분량이 전술한 제동 모드에서 동작한다. 중간 제동 모드에서는, 특히 실린더의 절반이, 예를 들어 6개의 실린더 중 3개가 전술한 제동 모드에서 작동될 수 있는 한편, 다른 3개의 실린더는 정상 작동 모드에서 연료 공급이 없이(소위 견인 모드) 유지한다. 또한, 공기 시스템 액추에이터의, 특히 VTG 터보차저(Variable Turbine Geometry)의 VTG 액추에이터의 변형을 통해 제동 토크가 변동될 수 있는 점이 공지되어 있다. 이와 같은 방식에 의해서도, 하나 또는 복수의 추가 제동 토크 단계가 구현될 수 있다.

본 발명의 핵심은, 의도한 바대로 가열 효과를 발생시키기 위해, 감압 원리 및/또는 콘스탄트 스로틀 원리에 따른 엔진 브레이크를 이용하는 것이다. 이와 같은 가열 효과는, 특히 내연 기관의 오염 물질 배출을 적게 유지하기 위하여, 배기가스 후처리를 개선하려는 목적으로 사용될 수 있다. 자동차의 배기가스 후처리 시스템에는, 예를 들어 SCR 촉매 컨버터, 그리고 최적의 작동을 위해 특정 온도를 필요로 하는 다른 촉매 컨버터와 같은 다양한 촉매 변환 장치가 제공된다. 예를 들어, 통상의 SCR 촉매 컨버터는, 촉매 컨버터의 온도가 대략 200℃를 상회하는 경우에만 다량의 질소 산화물을 변환할 수 있다. 감압 엔진 브레이크 및/또는 콘스탄트 스로틀 엔진 브레이크를 본 발명에 따라 사용함으로써, 배기가스 후처리 시스템 내에서 매우 신속하게 효과적으로 상기와 같은 필요 온도에 도달할 수 있으며, 그 결과 예를 들어 자동차의 냉간 시동 후 배기가스 후처리 시스템의 최적 온도에 도달하기까지의 단계가 확연하게 단축될 수 있고, 이로써 불충분한 배기가스 후처리 단계가 상당히 축소된다. 이는, 예를 들어 상대적으로 긴 경사 주행 및/또는 상대적으로 긴 공회전에서 자동차 내 온도가 하강하는 경우에 적용된다.

본 발명에 따른 방법에서는, 엔진 브레이크가, 내연 기관의 실린더들 중 부분량이 제동 모드에서 작동되고 내연 기관의 나머지 실린더는 점화 모드에서 작동되도록, 감압 원리 및/또는 콘스탄트 스로틀 원리에 따라 작동된다. 이 경우, 의도한 바대로 가열 효과가 발생하도록, 통상적인 작동 모드에 대하여 점화 작동된 실린더가 연료 분사 모드에 개입된다. 특히, 점화된 실린더 내부로의 연료량이 통상적인 작동 방식에 비해 증가한다. 이 경우, 특히, 나머지 실린더의 동시 제동 동작 없이 차량의 운전 상태에 의해 허용될 수 있는 것보다 많은 연료량이 점화 작동된 실린더 내부로 분사될 수 있다. 이 방법에 따라, 점화되지 않은 다른 실린더가 제동 모드로 전환된다. 이와 같은 상황은, 전술한 감압 원리 또는 콘스탄트 스로틀 원리에 따라 밸브 제어로의 상응하는 개입을 통해 나타난다. 점화된 실린더에 추가로 공급된 연료량에 의해, 시스템의 운동 에너지가 증가한다. 제동 모드에 있는 실린더가 이 운동 에너지를 열로 변환함으로써, 공정 가스는 강하게 가열되고, 이 열은 다시 주변 부품들 및 배기가스 내부로 송출된다. 이로 인해, 열 흐름의 일 부는 냉각제를 통해 방출되지만, 열 흐름의 더 많은 양이 배기가스 내에 남는다. 남은 열은 본 발명에 따라 특히 배기가스 후처리 시스템의 가열을 위해 이용됨으로써, 매우 신속하게 배출 개선이 달성될 수 있다. 다시 말해, 가열 효과는 다른 무엇보다 내연 기관의 배기가스 후처리 시스템의 온도를 높이기 위해 그리고/또는 유지하기 위해 이용된다. 더 나아가, 가열 효과는 특히 냉간 시동에서 내연 기관을 가열하기 위해 바람직하게 사용될 수 있으며, 이로 인해 예를 들어 엔진이 저온에서 작동된 경우에 마모 현상이 현저하게 줄어들 수 있다. 이는 특히 저온 또는 극저온의 주변 조건에서 특별한 장점이 될 수 있다. 더 나아가, 본 발명에 따라 발생한 열은 예를 들어 운전자석의 신속한 가열을 위해서도 이용될 수 있다. 그 결과, 예를 들어 추가 전기 가열 부품이 절약되거나 부하가 경감될 수 있다는 또 다른 장점이 도출된다. 예를 들어 질량 흐름의 스로틀링; 또는 분사 시간 및 분사 패턴의 조정;과 같은 배기가스 후처리 시스템을 가열하기 위한 다른 방법들과 비교할 때, 본 발명에 따른 방법에 의해서는 배기가스 후처리 시스템에서 매우 신속하게 이용 가능한 가열 효과 및 온도 상승이 가능하다. 이는, 본 발명에 따른 작동 방식에서 배기가스 엔탈피가 높고, 이것이 배기가스 후처리 시스템의 가열을 촉진함으로써 달성된다. 상기 방법의 또 다른 한 가지 장점은, 속도가 느린 경우에도 그리고 차량/운전자에 의해서 요구되는 엔진 출력이 낮은 경우에도 상기 방법이 사용될 수 있다는 점이며, 그와 달리 배기가스 후처리 시스템을 가열하기 위한 다른 접근 방식들은 엔진 작동 상태 또는 요구되는 운행성(driveability)에 의해 제한된다.

전술한 방법은, 내연 기관의 점화된 실린더 내부로 의도한 바대로 연료를 분사함으로써, 더 나아가서는 감압 엔진 브레이크 및/또는 콘스탄트 스로틀 엔진 브레이크의 제동 효과를 설정하고 조절하기 위해서도 이용될 수 있다. 특히, 이로써는, 제동 모드에서 사용된 실린더의 수에 의해 제한되는 최대 제동 효과와, 점화 작동된 실린더의 거의 전부하 모드 사이의 영역에 걸쳐 제동 효과가 연속으로 설정될 수 있으며, 이 경우 제동 모드에서 작동된 실린더의 상기 최대 전부하 모드는 실제로 소정의 제한을 받는다. 이 방법에 의해 가능한 제동 효과의 연속 설정은, 주행 안락감을 높이며, 다양한 속도 조절 기능을 개선하고 더욱 안락하게 설계하기 위해서도 이용될 수 있다. 이러한 맥락에서, 상기와 같은 장점들에 의해 개선될 수 있는 자율 운전 및 가능한 "플래투닝(platooning)"(여러 대의 트럭의 자동 군집 주행)도 언급될 수 있다. 이와 같은 작동 패턴은, 가열 필요성이 있는, 그리고 차량이 교대로 제동 과정, 롤링 과정 및 가속 과정으로 작동되는 경우에 특히 적합하다.

제동 모드에서 작동되는 실린더의 부분량은, 바람직하게 내연 기관의 실린더의 절반 또는 실린더의 대략 절반일 수 있는데, 예를 들면 6개의 실린더 중 3개, 또는 5개의 실린더 중 2개, 또는 5개의 실린더 중 3개일 수 있다. 일반적으로는 이를 위해, 종래의 엔진 브레이크에서 중간 제동 모드를 위해 사용되는 실린더 수가 적합하다.

본 발명에 따라 엔진 브레이크를 콘스탄트 스로틀 원리에 따라 이용하기 위해서는, 구조적 형상으로 인해 배기가스 질량 흐름의 분량이 배기가스 터보차저 상류에 존재하는 엔진을 사용하는 것이 특징 바람직하다. 상용차-6기통 엔진의 경우에는, 전형적으로 실린더들이 3개씩 결합되어 소위 뱅크(bank)를 형성한다. 그러면 각각 하나의 뱅크의 배기가스가 소위 플러딩(flooding)으로서 묶여서 배기가스 터보차저의 터빈 내부로 주입된다. 본 발명에 따른 작동에서는, 하나의 실린더 뱅크가 콘스탄트 스로틀을 이용하여 제동 모드로 전환될 수 있는 한편, 또 다른 뱅크는 계속 점화된 상태로 작동된다. 이 경우의 특별한 장점은, 전술한 가스 경로의 분리에 의해, 실린더가 제동 모드에서 개방된 콘스탄트 스로틀 밸브를 통해 점화된 실린더의 뜨거운 배기가스를 역흡인하는 상황이 배제된다는 점이다.

전술한 방법을 위한 감압 엔진 브레이크로는 예를 들어 소위 제이크 브레이크이다. 이와 같은 구조적 형상은, 전술한 바와 같이 밸브 제어로의 전환 가능한 개입을 통해 감압 과정이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 다른 엔진 브레이크들, 예컨대 엔진 리타더 브레이크와, 감압 엔진 브레이크 및/또는 콘스탄트 스로틀 엔진 브레이크의 조합, 및/또는 예컨대 도입부에서 설명한 2행정 컨셉과 같은 또 다른 브레이크 컨셉과의 조합도 가능하다. 원칙적으로 본 발명에 따른 방법은, 존재하는 실린더들 중 일부에서 작동될 수 있는 모든 엔진 브레이크에서 사용하기에 적합하다.

이 방법은 배기가스 후처리 시스템의 가열이 필요한 경우에만 수행되는 것이 특히 바람직하다. 이는, 본 발명에 따른 방법의 수행이 연료 소비의 증가와 결부되어 있다는 사실에 기반한다. 하지만, 전체적으로 볼 때, 이 방법은 배출 균형의 개선을 유도하는데, 그 이유는 촉매 반응을 위해 충분치 않은 작동 온도에 의한 불충분한 배기가스 후처리 단계가 배기가스 후처리 시스템의 가열에 의해 훨씬 더 단축될 수 있음으로써, 연료 소비 증가의 단점이 보상되기 때문이다.

본 발명은, 또한 의도한 바대로 가열 효과를 발생시키기 위해 내연 기관에서 사용되는 감압 엔진 브레이크 및/또는 콘스탄트 스로틀 엔진 브레이크의 용도도 포함한다. 이와 같은 용도의 또 다른 특징들 및 장점들과 관련해서는, 방법과 연관된 상기 설명을 참조한다.

또한, 본 발명은, 전술한 방법의 단계들을 수행하도록 설계된 컴퓨터 프로그램도 포함한다. 더 나아가, 본 발명은, 상기와 같은 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계 판독 가능 저장 매체, 그리고 전술한 방법의 단계들을 수행하도록 설계된 전자 제어 장치와도 관련이 있다. 이와 같은 전자 제어 장치는 특히, 엔진 기능의 개회로 제어, 폐회로 제어 및 모니터링을 담당하는 엔진 제어 장치(ECU - Engine Control Unit)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은 도면들과 연계된 실시예들에 대한 이하의 설명에 명시되어 있다. 이 경우, 개별 특징들은 각각 단독으로 또는 서로 조합되어 구현될 수 있다.

도 1은 내연 기관 내 실린더의 개략도로서, 여기서 실린더의 절반은 제동 모드에서 작동되는 한편, 다른 절반은 점화 모드에서 동작한다.
도 2는 종래의 점화 모드, 중간 엔진 제동 모드 및 완전 엔진 제동 모드에서 가능한 작동점들을 도식화하기 위한 엔진 특성맵이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 따라 가능한 작동점들을 도식화하기 위한 엔진 특성맵이다.

도 1은, 총 6개의 실린더(11 내지 16)를 갖는 내연 기관(10)을 개략적으로 보여준다. 실린더들(14, 15 및 16)은 제동 모드에서 작동된다. 이 경우, 제동 모드는, 특히 추가 소형 배출 밸브(콘스탄트 스로틀 브레이크)에 의해 또는 압축 행정의 마지막에 배출 밸브의 개방(제이크 브레이크)에 의해 실현될 수 있는 감압 원리 및/또는 콘스탄트 스로틀 원리를 기초로 한다. 콘스탄트 스로틀 효과는, 전술한 바와 같이 정상 배출 밸브의 작동을 통해서도 발생할 수 있다. 제동 모드를 위해 필요한 밸브 구동에의 개입은, 예를 들어 캠 샤프트에서 추가 캠에 의해, 그리고 제동 모드를 위해 상응하게 제어되는 로커 암(rocker arm)에 의해 실현될 수 있다. 실린더들(11, 12 및 13)은 점화 모드에서, 즉, 가스 교환 모드에서 작동되며, 이 경우 연료가 분사되고, 운동 에너지를 발생시키기 위한 종래의 연소 과정이 수행된다. 즉, 본 예시에서는 3개의 실린더(14, 15 및 16)가 제동되어 크랭크 샤프트에서 음의 토크를 야기한다. 다른 3개의 실린더(11, 12 및 13)는 양의 토크를 크랭크 샤프트로 전달한다. 본 발명에 따른 방법에 따르면, 점화된 실린더(11, 12 및 13) 내부로의 연료 분사가 증가함으로써, 대부분이 배기가스 내부로 전달되는 단시간의 열 발생이 실현된다. 이로 인해, 필요한 경우 배기가스 라인 내의 촉매 컨버터가 매우 신속하게 가열될 수 있음으로써, 배출 개선이 달성된다. 이를 위해, 엔진 회전수 및 원하는 엔진 토크에 따라, 분사된 연료의 양이 변한다. 예를 들어 공회전 시에는, 분사된 연료량이 제동 모드에 있는 3개 실린더의 제동 효과를 보상할 정도로 충분히 높아야 한다. 추가로, 점화된 3개 실린더(11, 12 및 13)의 마찰 토크 자체도 극복되어야 한다. 하지만, 연료 분사의 변화에 따라 더 높은 회전수에도 도달할 수 있으며, 최대로는 점화된 3개 실린더의 전부하 모드까지 도달할 수 있다. 이는, 대략적으로 하기 식으로 기술될 수 있는 상기 작동 모드에서 최대 엔진 토크를 유도한다:

상기 식에서는, 제동 모드에서 작동된 3개의 실린더의 제동 토크가 양의 값으로서 방정식에 대입될 수 있다는 점을 주지해야 한다. 이 경우, 제동 토크는 엔진 회전수에 의존한다. 실제로는 최대 토크가 상기 계산과 차이가 나는데, 그 이유는 특히 상기 작동 방식에서 가용한 최대 출력이, 총 6개의 실린더를 갖는 엔진이 정상 작동 모드에서 작동되는 경우와 동일하지 않기 때문이다. 실제로, 최대 토크는, 특히 사용된 터보차저 및 엔진 브레이크 유형에 따라서도 더 높거나 더 낮을 수 있다.

도 2는, 엔진 브레이크의 종래의 작동에서 가능한 엔진 특성맵의 작동점들 또는 작동 영역들의 비교를 위한 그래프이다. 여기에는, 엔진의 토크(Nm)에 대하여 엔진 회전수(1/min)가 도시되어 있다. 영역(20)은, 모든 실린더 상에서 점화 모드에 있는 엔진 작동의 영역을 보여준다. 영역(20)은, 위로는 전부하 작동(21)에서의 토크에 의해 제한되고, 아래로는 견인 토크(22)에 의해 제한된다. 선(23)은, 실린더의 절반은 제동 모드에 있고, 실린더의 다른 절반은 견인되며, 전체 엔진의 연료 분사가 차단된 엔진 브레이크의 중간 제동 모드를 나타낸다. 선(24)은, 모든 실린더 상에 제동 모드가 설정되어 있고, 마찬가지로 전체 엔진의 연료 분사가 행해지지 않는 최대 제동 효과를 나타낸다. 이와 같은 엔진 브레이크의 종래의 작동에 비해, 도 3은, 특별히 가열 효과를 발생시키기 위해 수행되는 본 발명에 따른 엔진 브레이크의 작동 방식을 보여준다. 모든 실린더 상에서 점화 모드에 있는 통상적인 엔진 작동 영역은, 도 2에서처럼, 영역(20) 및 상향으로 제한하는 전부하 작동(21) 및 하향으로 제한하는 견인 작동(22)으로 도시되어 있다. 또한, 여기서도 선(23)은 절반의 실린더에서의 제동 모드를 지시하고, 선(24)은 모든 실린더에서의 제동 모드를 지시한다. 영역(30)은, 의도한 바대로 가열 효과를 발생시키기 위해 연료 분사가 실행되는 본 발명에 따른 작동 영역을 지시한다. 영역(30)은, 하향으로는 제동 모드에서 작동되는 실린더들 중 절반의 최대 제동 토크(선 23)에 의해 제한된다. 원하는 가열 효과를 달성하기 위해, 점화된 실린더 내부로의 의도된 연료 분사에 의해 엔진 토크가 증가하며, 이 경우 영역(30)은, 본 실시예에서는 3개의 실린더의 점화 시 어느 정도 전부하 작동에 상응하는 선(31)에 의해 상향으로 제한된다. 전체 엔진 또는 차량이 예를 들어 견인 작동 중에 있는 경우, 상기 방식으로 배기가스 온도의 상승이 매우 바람직한데, 그 이유는 그렇지 않으면 견인 작동이 배기가스 후처리 시스템 내에서 냉각을 야기할 수 있기 때문이다. 이는 예를 들어 상대적으로 긴 경사 주행 시, 또는 공회전에서 정차 시(예컨대 신호등 앞에서 또는 교통 정체 시) 발생할 수 있다. 이와 같은 경우에 또는 예를 들어 냉간 시동에서는, 기술된 방법이 특히 배기가스 후처리의 최적화와 관련하여 바람직하게 사용될 수 있다. 또 다른 한 가지 긍정적인 효과는, 기술된 방법이 엔진 제동 토크 영역의 확대를 가능하게 한다는 것이다. 종래 방식으로 작동되는 감압 엔진 브레이크 또는 콘스탄트 스로틀 엔진 브레이크에서는, 일반적으로 엔진 제동 토크의 비연속 발생만 가능하다(예컨대 완전 제동 모드 또는 중간 제동 모드). 기존 시스템에서는, 엔진 브레이크를 스위치 온 또는 스위치 오프하거나, 필요에 따라 중간 제동 모드를 제공하는 점이 제안되었는데, 이 경우 필요에 따라 공기 시스템을 통한 보정도 가능하다. 그와 달리, 본 발명에 따른 작동 방식(30)은, 점화된 실린더에서의 토크가 의도된 분사에 의해 연속으로 변화함으로써, 예를 들어 중간 제동 모드와 최소 제동 동작 사이에서의 제동력의 연속 변화를 가능하게 한다. 따라서, 한 편으로는 운전자를 위한 더욱 균일하고 더욱 안락한 엔진 제동이 가능해지고, 다른 한 편으로는 더욱 안락하고 더욱 정확한 엔진 제어 기능이 가능해진다.

정상적인 엔진 작동 영역(20)은 대부분 양의 토크를 유도한다. 하지만, 이 영역(20)의 더 작은 부분 영역은 제로 라인 아래에도, 즉, 음의 토크 영역에도 있으며, 이 경우 상기 영역은 엔진의 펌핑 손실 및 마찰에 의해 야기된다. 중간 제동 모드를 나타내는 선(23)은, 공칭 제동 출력을 야기하는 음의 토크를 유도한다. 상기 중간 작동 모드에서 점화된 실린더 내부로의 본 발명에 따른 의도된 연료 분사에 의해, 상기 작동 영역(30)이 상향으로 연속으로 확장될 수 있음으로써, 제동 모드의 제어를 위해 음의 영역, 즉, 음의 토크를 갖는 영역뿐만 아니라 양의 토크도 달성될 수 있다. 제동 실린더와 점화 실린더의 동시 작동에 의해, 현재의 운전 동작에 필요한 것보다 더 많은 연료량을 분사하는 것이 가능해진다. 연소에 기인한 과잉 에너지는, 엔진 브레이크의 제동 효과에 의해 추가의 열 에너지로 변환된다. 따라서, 배기가스 엔탈피가 상승하며, 이 경우 상기 추가 가열 효과는 특히 배기가스 라인 내의 촉매 컨버터의 가열에 의해 배기가스 후처리를 개선하는 데 사용된다. 작동 영역(30)은, 특히 예를 들어 신호등 앞 정지 상태에서 또는 교통 정체 상황에서 구동 또는 제동에 대한 특별한 요건이 존재하지 않는 경우에 바람직하게 사용될 수 있다. 즉, 제동 또는 가속에 대한 운전자의 희망 혹은 더 상위의 희망이 적합한 작동 윈도우 내에 있고, 배기가스 후처리 시스템으로부터 열에 대한 수요가 존재하면, 상호 해제에 의해 본 발명에 따른 작동 모드(30)가 사용될 수 있다. 이 경우, 제어 과정에서 후위의 엔티티(entity)에 의해, 가열 효과와 관련된 상응하는 바람직한 상태가, 점화된 실린더 내부로의 의도된 연료 분사에 의해 요구되고 실현될 수 있다. 엔진 브레이크의 활성화에도 이와 동일하게 적용된다.

본 발명에 따른 방법은, 다양한 유형의 엔진 브레이크를 위해 사용될 수 있다(예컨대 제이크 브레이크, 콘스탄트 스로틀 브레이크, 제이콥스-HPD^TM-시스템 등). 본 발명에 따른 방법은, 2가지 이상의 제동 모드, 즉, 중간 제동 모드뿐만 아니라 완전 제동 모드까지도 가용한 시스템을 위해서도 사용될 수 있다. 제이콥스-HPD^TM-브레이크 시스템과 같은 상기 시스템들은 자체적으로 이미 더 큰 유연성을 가능하게 한다. 이 경우, 본 발명에 따른 방법과의 조합에 의해서, 가능한 제동 영역 및 점화 영역을 위한 옵션이 더욱 증가할 수 있다. 제동 모드에서 작동 영역의 가능한 확대 외에, 상기 모드에서 연료 소비의 최적화도 달성될 수 있다. 배기가스 내에서 또는 배기가스 후처리 영역에서 약간의 온도 상승만 필요한 경우에는, 필연적으로 더 적은 연료 소비를 필요로 하는 최소 제동력이 선택될 수 있다. 다른 한 편으로, 운전자 희망에 따라 필요한 엔진 토크에서 계속 가능한, 배기가스 온도의 강력한 그리고/또는 매우 신속한 상승이 필요한 경우에는, 최대 제동력이 출발점으로서 선택될 수 있다.

특히 바람직하게, 본 발명에 따른 방법은, 배기가스 후처리 시스템이 지나치게 저온이거나 냉각될 조짐을 보이는 경우에, 또는 예를 들어 다른 주행 제어 기능이 이에 의해 달성 가능한 가열 효과를 필요로 하는 경우에 사용된다. 특히, 이 방법은, 본 발명에 따른 방법에 의해서 달성 가능한 장점들, 특히 배기가스 후처리의 개선과 관련된 장점들이, 본 발명에 따른 방법을 실행할 때 연료 수요가 증가하는 단점을 보상하는 경우에 사용된다.

Claims (12)

1. 내연 기관(10) 내에서 감압 원리 및/또는 콘스탄트 스로틀 원리에 따라 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 방법에 있어서,
   엔진 브레이크는, 내연 기관(10)의 실린더(14, 15, 16)의 부분량이 제동 모드에서 작동되고, 내연 기관(10)의 나머지 실린더(11, 12, 13)가 점화 모드에서 작동되도록 작동되며, 내연 기관(10)의 점화 작동된 실린더(11, 12, 13) 내부로의 연료 분사는 가열 효과를 발생시키기 위한 목적으로 실시되는 것을 특징으로 하는, 엔진 브레이크 작동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가열 효과가, 내연 기관(10)의 배기가스 후처리 시스템의 온도를 높이기 위해 그리고/또는 유지하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 엔진 브레이크 작동 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 효과는 내연 기관(10)을 가열하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 엔진 브레이크 작동 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 내연 기관(10)의 점화 작동된 실린더(11, 12, 13) 내부로 의도된 연료 분사가 엔진 브레이크의 제동 효과를 설정하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 엔진 브레이크 작동 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제동 모드에서 작동되는 내연 기관(10)의 실린더(14, 15, 16)의 부분량이 내연 기관(10)의 실린더(11, 12, 13, 14, 15, 16)의 절반 또는 대략 절반인 것을 특징으로 하는, 엔진 브레이크 작동 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진 브레이크가 2행정 컨셉과 조합된 제이크 브레이크 및/또는 콘스탄트 스로틀 브레이크 및/또는 감압 엔진 브레이크인 것을 특징으로 하는, 엔진 브레이크 작동 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 내연 기관(10)의 배기가스 후처리 시스템의 가열이 필요한 경우에만 수행되는 것을 특징으로 하는, 엔진 브레이크 작동 방법.
8. 내연 기관(10)에서 의도한 바대로 가열 효과를 발생시키기 위해 사용되는, 감압 엔진 브레이크 및/또는 콘스탄트 스로틀 엔진 브레이크의 용도.
9. 제8항에 있어서, 상기 엔진 브레이크가 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법에서 사용되는 것을 특징으로 하는, 용도.
10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 설계된 컴퓨터 프로그램.
11. 제10항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는, 기계 판독 가능 저장 매체.
12. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 설계된 전자 제어 장치.

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