KR20200011364A - 특히 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라서 작동하는 내연기관, 특히 자동차의 내연기관의 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법 - Google Patents

특히 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라서 작동하는 내연기관, 특히 자동차의 내연기관의 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어를 위한 방법에 관한 것으로, 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 각각의 정해진 상대 위치들이 특히 흡기 밸브들의 개루프 제어를 위해, 지각 조정을 위한 조정값 "1"과 진각 조정을 위한 조정값 "0" 사이에 있는 엔진 제어 장치의 폐루프 제어 조정값들(RS)을 이용하여 정의되고 그리고/또는 개루프 제어되며; 적어도 부하 급변의 실현을 위한 정해진 제어 기간, 요컨대 적어도 목표 부하 급변의 시작 시점(t1)에서부터 목표 부하 급변에 대응하는 실제 부하 급변의 종료 시점(t4)까지의 제어 기간에 대해, 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 개루프 제어를 위한 정해진 폐루프 제어 조정값 특성곡선(RS특성곡선) 및/또는 정해진 폐루프 제어 조정값들(RS)이 저장된다.
적어도 정해진 제어 기간에 대해 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)이 결정되고, 그리고/또는 정해진 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)이 정의되고, 그리고/또는 계산되며, 이 경우 제어 기간 이내의 정해진 각각의 시점들에서 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)과 각각의 폐루프 제어 조정값들(RS)의 비교가 수행되고, 이때 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 제어를 위해 각각의 더 낮은 조정값이 이용됨으로써, 엔진 노킹이 방지된다.

Description

특히 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라서 작동하는 내연기관, 특히 자동차의 내연기관의 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법{METHOD FOR THE OPEN-LOOP AND/OR CLOSED-LOOP CONTROL OF THE OPERATION OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, ESPECIALLY AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF A MOTOR VEHICLE, ESPECIALLY WHICH WORKS AT LEAST PARTIALLY ACCORDING TO THE MILLER METHOD}
본 발명은, 특허 청구항 제1항의 전제부의 특징들에 따른, 특히 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라 작동하는 내연기관, 특히 자동차의 내연기관의 작동을 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래 기술에는, 우선 내연기관, 특히 이른바 "밀러 엔진", 또는 이른바 밀러 사이클에 따라 작동되는 내연기관의 작동을 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어하기 위한 여러가지 방법이 공지되어 있다. 상기 유형의 "밀러 엔진들"의 경우에서도, 흡기 밸브들의 개루프 제어를 위해 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 상대 위치 내지 포지셔닝이 조정 및/또는 설정될 수 있다. 달리 표현하면, 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 설정을 통해, 흡기 밸브들은 "지각"에서 "진각"으로(그리고 그 반대로) 조정될 수 있다. 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 상대 위치 내지 상대 포지셔닝의 조정 내지 설정은 엔진 제어 장치의 폐루프 제어 조정값에 의해 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어된다. 일반적으로 흡기 캠샤프트의 개루프 제어를 위한 엔진 제어 장치의 폐루프 제어 조정값은 "지각" 종점(endpoint)으로 흡기 캠샤프트 내지 흡기 밸브들의 조정을 위해 정해진 제2 값, 특히 값 "1" 을 포함하고, "진각" 종점으로의 흡기 캠샤프트 내지 흡기 밸브들의 조정을 위해서는 정해진 제2 값, 특히 값 "0"을 포함한다. 특히 폐루프 제어 조정값 "1"을 이용한 흡기 캠샤프트의 제어 시, 실린더가 이른바 사점(dead point)(특히 폐루프 제어 조정값 = "1")에 도달할 때까지, 상응하는 공기량이 연소실 내로 흡입된다. 이 경우, 각각의 흡기 밸브는 "지각"에서 폐쇄된다. 상응하는 조정을 통해, 예컨대 상대적으로 더 낮은 값, 예컨대 특히 0.5 또는 0.6을 이용한 흡기 캠샤프트의 제어를 통해, 각각의 흡기 밸브의 폐쇄 시점이 "지각"에서 "진각"으로의 흡기 캠샤프트의 제어를 통해 설정 내지 조정된다. 그렇게 하여, 연소실 내로 공기가 덜 흡입되고, 그런 다음 사점까지 팽창된다. 이로 인해, 연소실 내에서는 (열역학적으로 고려할 때) 상대적으로 더 저온인 공기가 압축되고 팽창된다. 그렇게 하여 엔진의 녹킹 경향(knocking tendency)이 감소한다. 내연기관의 녹킹 경향, 이른바 "엔진 노킹"은 특히 연소실 내 가스 온도가 높을 때 발생하며, 이는 불규칙한 연소 현상을 야기할 수 있고, 특히 불시의 엔진 손상도 초래할 수 있다. 그러므로 흡기 캠샤프트의 상응하는 설정을 통해, 또는 흡기 밸브들의 개루프 제어를 통해 내연기관의 녹킹 경향을 상쇄시키려는 시도, 다시 말해 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 상대 위치 내지 포지셔닝의 상응하는 제어를 통해 내연기관의 녹킹 경향을 그에 상응하게 상쇄시키려는 시도가 행햐지고 있다.
원칙적으로, 이른바 "밀러 엔진"에서 더 적은 공기가 연소되고 효율은 더 개선되거나 증가하는데, 그 이유는 엔진의 점화 각도가 최적화되기 때문이다. 밀러 엔진의 경우 존재하는 공기 결핍 보상은 상대적으로 더 높은 과급 압력을 통해, 특히 제공된 터보차저를 이용하여, 적어도 부분적으로 수행된다. 즉, 운전자에 의한 가속 페달의 작동 시, 부하 급변이 발생하면 내연기관의 상대적으로 더 높은 목표 부하점(set load point)이 제어된다. 이 경우, "진각"에서 "지각"으로 흡기 캠샤프트의 조정 내지 설정이 수행되며, 그럼으로써 이 경우 특히 상대적으로 더 높은 목표 부하점에 대응하는 내연기관의 상대적으로 더 높은 실제 부하점을 실현하기 위해서도, 각각의 흡기 밸브들은 그에 상응하게 지각에서 폐쇄되게 되고, 기본적으로 -운전자가 가속 페달을 작동시키기 전의 상태에 비해- 더 많은 공기가 연소실 내로 흡입된다.
이렇게, 예컨대 DE 10 2012 014 713 A1호로부터 공지된 내연기관 작동 방법에서는, 내연기관을 위한 동적 목표 변수가 내연기관에 대한 부하 요구량과 내연기관의 현재 부하 송출량 간의 차에 따라 결정된다. 달리 표현하면, 내연기관의 존재하거나 인가되는 실제 부하점에 대한 증가된 목표 부하점의 차에 대해 동적 목표 변수가 결정된다. 그에 추가로, 내연기관의 흡기관 내 과급 밀도(charging density)를 설정하기 위한 압축기가 제공될 뿐만 아니라, 통상의 설정 수단들, 즉, 특히 흡기 캠샤프트를 통해 제어될 수 있는 흡기 밸브들도 제공된다. 앞에 기술한 동적 목표 변수에 따라, 이제 체적 효율(volumetric efficiency) 및 과급 밀도가 상응하게 설정된다. 특히, 이 경우, 이른바 체적 효율은 흡기 밸브들의 개루프 제어 내지 흡기 캠샤프트의 조정에 의해 실현된다. 이 경우, 동적 목표 변수, 특히 동적 인자(dynamic factor)의 결정을 통해, 가속 페달 조정의 속도를 토대로 체적 효율의 목표 변수의 동적 조절도 수행 또는 실현된다. 또는, 다시 달리 표현하면, 내연기관의 체적 효율이 동적 목표 변수에 따라, 특히 운전자에 의한 가속 페달 작동의 각각의 가속도에 따라서도 설정되거나, 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어된다.
특히 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라서도 작동하는, 자동차 내연기관의 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어를 위한, 종래 기술에 공지된 방법들의 경우, 이들 방법은 부분적으로 아직 최적으로 구성되어 있지 않다. 특히 배기가스 터보차저에 의해 과급되는 오토 엔진에서 CO2 배출량을 저감시키기 위해서도 밀러 사이클이 이용된다. 이로써, 내연기관의 흡입 행정에서, 연소실 내 신선 공기의 팽창 및 그에 따른 냉각이 달성된다. 이로써, 내연기관의 녹킹 경향, 이른바 "엔진 노킹"은 감소되며, 연소실 내 공기/연료 혼합기의 더 이른 진각 점화를 통해 내연기관의 연소의 중심 위치가 상대적으로 더 높은 효율 쪽으로 변위될 수 있다.
밀러 사이클에서 흡기 밸브들의 진각 폐쇄에 동반되는, 내연기관의 체적 효율의 감소는, 종래의 연소 방법을 이용하는 내연기관들에 비해 동일한 부하점에서 더 높은 흡기관 압력 레벨 및 그에 따라 배기가스 터보차저를 통해 보장될 더 높은 과급율(supercharging rate)을 야기한다.
지금까지 종래 기술에서 공지된 방법들의 경우, 부하 급변 시, 배기가스 터보차저의 느린 압력 형성은, 질량 흐름의 증가를 위해 흡기 캠샤프트의 상대 위치가 "지각" 방향으로, 다시 말해 흡기 밸브들의 뒤늦은 개방각의 방향으로 조정됨으로써 상쇄된다. 이로써, 연소실 내에서 혼합기의 유효 압축도 증가한다. 동일한 정도로, 신선 가스 충전량에 미치는 배기가스 배압 상승의 영향을 감소시키기 위해, 배기 캠샤프트도 배기 밸브들의 진각 개방각의 방향으로 조정된다. 이처럼 특히 동적인 흡기 캠샤프트 조정은, 상대적으로 더 높은 목표 부하점을 위해 요구되는 신선 공기 충전량과 현재 연소실 내에 있는 신선 공기 충전량 간의 차에 따라서 폐루프 제어 방식으로, 특히 엔진 제어 장치에 저장되고 그리고/또는 계산된 폐루프 제어 조정값들을 기반으로 수행된다.
그러나 경험을 통해 밝혀졌듯이, 앞서 기술한 차에 따른 동적 흡기 캠샤프트 조정은 부분적으로 아직도 최적화되지 않았고 문제점이 있는데, 그 이유는, 엔진의 특수한 부하 급변 및/또는 이력에 따라 전술한 유효 압축의 상승이 엔진의 불규칙한 연소 이벤트 경향을 증가시킬 수 있고, 특히 내연기관의 녹킹 경향을 증가시킬 수 있으며, 이 경우 이른바 "엔진 노킹"이 발생할 수 있기 때문이다. 그러므로 지금까지 종래 기술에서는 정의된 부하 임계값의 초과 시, 그리고/또는 정해진 부하 급변의 실현 시, 전술한 동적 흡기 캠샤프트 조정이 비활성화됨으로써, 특히 내연기관의 정적 임계 작동점들(stationary critical operating point)에서 유효 압축의 증가가 더 이상 일어나지 않으며, 그럼으로써 내연기관은 그에 상응하게 보호된다. 그러나 흡기 캠샤프트 조정의 비활성화를 통해, 연소실 내 공기/연료 혼합기의 충전량 형성 시 완전한 퍼텐셜(complete potential)은 더 이상 야기되거나 실현되지 않을 수 있다. 내연기관 내지 내연기관의 응답 거동은 "느리게" 반응한다.
본 발명의 과제는, 도입부에 언급한 단점들이 방지되도록, 특히 내연기관에서 특히 엔진 노킹의 위험 없이 유효 압축이 가능하고, 특히 내연기관의 느린 응답 거동이 감소하며 그리고/또는 방지되는 방식으로 흡기 캠샤프트의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어가 실현될 수 있도록, 종래 기술에 공지된 내연기관의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법을 구성하고 개량하는 것이다.
앞서 제시된 과제는 이제 먼저 특허 청구항 제1항의 특징들을 통해 해결된다.
이제는, 본 발명에 따른 방법은 먼저 완전히 기본적으로, 그리고 방법의 상응하는 개별 방법 단계들이 하기와 같이 더 상세하게 기술된다.
내연기관, 특히 자동차의 내연기관의 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어를 위한 방법에서, 특히 내연기관은 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라 작동될 수 있거나 작동하며, 이제는 먼저 내연기관의 복수의 상이한 목표 부하점 및/또는 복수의 상이한 실제 부하점이 특히 상응하는 가속 페달 작동을 통해 제어될 수 있다.
상응하는 부하 급변 시, 요컨대 내연기관의 부하 증가 시, 정해지고 제어된, 상대적으로 더 낮은 하나 이상의 제1 목표 부하점에서 출발하여, 그리고/또는 제1 목표 부하점에서 실현된 제1 실제 부하점에서 출발하여, -제1 목표 부하점에 비해, 그리고/또는 실현된 실제 부하점에 비해- 더 높은 정해진 제2 목표 부하점이 제어된다. 제2 목표 부하점은, 예컨대 운전자가 특히 신속하게 상대적으로 갑작스런 가속 페달 작동(급 "가속")을 통해 자동차를 급가속하고자 할 때, 특히 운전자의 상응하는 가속 페달 작동을 통해 실현된다.
흡기 밸브들의 개루프 제어를 위해 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 상대 위치 내지 상대 포지셔닝이 그에 상응하게 조정 및/또는 설정될 수 있다. 특히 흡기 캠샤프트의 상대 위치를 통해, "진각"에서 "지각"으로(또는 그 반대로) 흡기 밸브들의 각각의 개루프 제어가 실현될 수 있다. 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 각각의 정해진 상대 위치들은 기본적으로 엔진 제어 장치의 폐루프 제어 조정값들을 이용하여 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어된다. 특히 여기서 흡기 캠샤프트의 개루프 제어를 위한, 또는 흡기 밸브들의 개루프 제어를 위한 폐루프 제어 조정값들은 특히 "지각" 방향 최종 위치에 대한 임계값 "1"과 특히 "진각" 방향 최종 위치에 대한 임계값 "0" 사이에서 정의된다. 그러므로 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 각각의 정해진 상대 위치들은 기본적으로 특히 임계값 "1"과 "0" 사이인 엔진 제어 장치의 폐루프 제어 조정값들(예: 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 등)을 이용하여 정의되고, 그리고/또는 개루프 제어된다.
부하 급변, 요컨대 부하 증가의 실현을 위한 하나 이상의 정해진 제어 기간, 요컨대 내연기관의 목표 부하 급변의 시작 내지 각각의 목표 요구의 시작 시점에서부터 목표 부하 급변에 대응하는 실제 부하 급변의 종료 시점까지, 다시 말해 실제 부하점이 원하는 (상대적으로 더 높은 제2) 목표 부하점에 실질적으로 도달한 시점 내지 실제 부하점이 상대적으로 더 높은 제2 목표 부하점에 상응하게 되는 시점까지의 제어 기간에 대해, 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 개루프 제어를 위한 정해진 폐루프 제어 조정값 특성곡선 및/또는 정해진 폐루프 제어 조정값들이 엔진 제어 장치 내에 저장 및/또는 기억된다.
도입부에 언급된 단점들은, 이제 먼저, 적어도 전술한 정해진 제어 기간에 대해 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선이 결정되고, 그리고/또는 한계 폐루프 제어 조정값들이 정의되고, 그리고/또는 계산되며, 이 경우 제어 기간 이내의 정해진 각각의 시점들에서, 특히 영구적으로 또는 지속적으로, 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들과 각각의 폐루프 제어 조정값들의 비교가 수행되며, 이 경우 흡기 캠샤프트의 상대 위치 내지 포지셔닝의 제어를 위해 각각의 더 낮은 조정값(전술한 두 값 중 각각의 더 낮은 조정값, 다시 말해 상응하게 더 낮은 폐루프 제어 조정값 또는 상응하게 더 낮은 한계 폐루프 제어 조정값)이 이용됨으로써 방지된다. 달리 표현하면, 흡기 캠샤프트의 조정 트래블(adjustment travel)의 개루프 제어는, 연소실 내에서 최대로 유용한 유효 압축비를 실현하기 위해, 상황에 따라 제한되지만, 엔진 노킹은 한계 폐루프 제어 조정값들을 이용하여 방지된다. 이 경우, 특히 내연기관의 "부하 이력(load history)"이 고려된다. 이는 하기에서 더 상세하게 설명된다.
먼저, 각각 상대적으로 더 낮은 조정값의 이용을 통해, 흡기 캠샤프트의 조정은 그에 상응하게 상대적으로 더 낮은 상기 조정값 내지 각각의 상대적으로 더 낮은 값으로 제한된다. 상대적으로 더 낮은 조정값/값의 이용을 통해, 흡기 캠샤프트는, 상대적으로 더 높은 값이 이용될 수도 있을 때보다 지각 방향으로 덜 조정된다. 그렇게 하여 특히 이른바 엔진 노킹이 방지된다.
제어 기간 이내에, 먼저 내연기관의 복수의 정해진 각각의 실제 부하점을 위해 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들이 정의되고, 제어 기간에 대해 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선이 결정 및/또는 정의되어, 특히 엔진 제어 장치 내에 기억된다. 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선을 통해, 제어 기간에 상응하는 정적 한계 폐루프 제어 조정값들이 정의된다. 전술한 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들은 내연기관의 정적 실제 부하점들을 위해 특히 시험대에서 내연기관의 정해진 정적 실제 부하 상태들의 조건에서 결정된 것이다. 이 경우, 상기 실제 부하 상태들은 엔진 제어 장치 내에 특히 매개변수 데이터 집합들을 통해, 즉, 상응하는 특성맵들을 통해 기억 및/또는 저장되고, 그리고/또는 이 경우 상응하는 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선이 저장된다. 그러나 이 경우, 여러 정해진 부하 급변들에 대해, 그에 상응하게 각각 하나의 정해진 부하 급변에 대해 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들 및/또는 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선들이 기억 및/또는 저장되는 점도 생각해볼 수 있다.
그러나 특히 바람직한 방법의 경우, 이제 이른바 동적 한계 폐루프 제어 조정값들 내지 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선은 요컨대 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들을 이용하여, 그리고/또는 각각의 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선을 이용하여 결정 및/또는 계산된다. 이 경우, 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값들 내지 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선은 각각의 연소실 가열에 따라, 또는 연소실 가열의 특성곡선에 따라, 특히 요컨대 각각의 연소실 가열에 대해 정해진 특징적인 지연 시간들을 기반으로 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들에 의해 결정 및/또는 계산된다.
이에 근거하여, 다시 여기서는, 내연기관의 정적 실제 부하점들에서, 특히 일정한 실제 부하점들에서, 연소실 내에 열적 평형 상태가 형성된다는 점을 주지해야 한다. 특히 시험대에서 상응하는 실험을 통해, 상기 정해진 각각의 정적 실제 부하점을 위해 흡기 캠샤프트의 조정에 의해 유효 압축비의 증가가 최대로 얼마나 가능한지가 결정될 수 있다. 달리 표현하면, 상응하는 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값은 각각의 정해진 실제 부하점에 대해 상응하게 결정될 수 있다. 이제 실제 부하점이 변경되면, 정적 열적 평형(stationary thermal equilibrium)도 변경된다. 그러나 이는 갑작스럽게 일어나는 것이 아니라, 연소실의 벽부에서의 온도 변화의 관성에 의해, 즉, 연소실의 온도 및/또는 연소실 내로의 에너지 유입에 따라 일어난다. 이 경우, 이제 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들을 토대로, "각각의 연소실 가열에 대한 결정된 특징적인 지연 시간들"에 따라, 동적 한계 폐루프 제어 조정값들이 결정 및/또는 계산될 수 있다. 이 경우, 이런 동적 한계 폐루프 제어 조정값들, 내지 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선으로부터 구해지는 동적 한계 폐루프 제어 조정값들은 각각의 값들의 전술한 비교 시 본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시예에서 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들로서 이용된다. 그러므로 전술한 제어 기간 이내에 각각의 값들의 전술한 비교 시, 본원 방법의 특히 바람직한 실시예에서 폐루프 제어 조정값들은 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들과 비교되며, 이 경우 상기 한계 폐루프 제어 조정값들은 앞에서 기술한 것처럼 전술한 동적 한계 폐루프 제어 조정값들이다. 여기서, 각각의 연소실 가열에 대한 특징적인 값들 내지 특징적인 지연 시간들이 결정되고, 그리고/또는 그에 상응하게 앞서서 시험대에서, 특히 각각의 여러 부하 급변에 대해서도 결정되었으며, 이 경우 지연 시간의 각각의 값은 기간들에 상응하거나, 또는 내연기관이 특히 연소실 벽부의 일정한 온도에 의해 자신의 새로운 정적 가열 상태에 도달한 시점까지의 지연 시간에 상응한다. 또는, 또 다시 달리 표현하면, 특징적인 지연 시간들은, 특히 정해진 여러 부하 급변에 대해 저장 및/또는 기억되어 있고, 미리 시험대에서 결정된다. 여기서, 각각의 특징적인 지연 시간 내지 각각의 값은, 내연기관이 실제 부하점, 특히 원하는 부하점에 도달했고, 그런 다음 상기 실제 부하점에 대한 자신의 새로운 정적 가열 상태에 도달한 경우에, 내연기관에서의 상응하는 지연 시간에 상응한다. 그에 따라, 특히 내연기관의 "부하 이력"도 내연기관의 개루프 제어 시 고려된다.
흡기 시스템 내의 압력은 제공된 배기가스 터보차저에 의해 적어도 부분적으로 개루프 제어되고, 그리고/또는 실현되며, 특히 본 발명에 따른 방법을 통해 부하 급변 시, 특히 부하 증가 시 내연기관의 관성이 방지되고, 본 발명에 따른 방법은 특히 오토 엔진으로서 구현된 내연기관에서 상응하게 실현될 수 있다. 이제, 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 회로가 제공되며, 비교 소자로서 구현된 하나 이상의 제1 스위칭 소자 및 시간 지연 소자로서 구현된 하나 이상의 제2 스위칭 소자가 제공된다.
제1 제어 경로를 경유하여, 먼저 제1 스위칭 소자로, 엔진 제어 장치에 의해 기본적으로 엔진 제어 장치 내에 저장된 폐루프 제어 조정값들이 공급된다.
또한, 2개의 부분 경로를 포함하는 제2 제어 경로가 제공되며, 제1 부분 경로를 경유하여 제2 스위칭 소자로 정적 한계 폐루프 제어 조정값이 공급되고, 제2 부분 경로를 경유하여 연소실 가열의 특징적인 지연 시간에 대한 값이 공급된다.
제2 스위칭 소자는 상기 제2 스위칭 소자로 공급되는 값을 기반으로 동적 한계 폐루프 제어 조정값을 결정한다.
제2 스위칭 소자의 동적 한계 폐루프 제어 조정값이 제1 스위칭 소자로 공급되는 조건에서 상기 제1 스위칭 소자를 이용하여, 최소값 선택 및/또는 비교가 수행되고, 각각의 상대적으로 더 낮은 값 내지 조정값이 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 제어를 위해 이용되며, 그럼으로써 "지각" 방향으로의 흡기 캠샤프트의 조정은 최대로 상기 값/조정값으로 제한된다.
이미 앞에서 언급한 것처럼, 기본적으로, 폐루프 제어 조정값 특성곡선은 엔진 제어 장치 내에 저장된다. 나머지 특성곡선들 및/또는 제어값들/값들도 엔진 제어 장치 내에 특히 데이터 메모리 및/또는 마이크로프로세서에 의해 저장될 수 있고, 그리고/또는 계산될 수 있다. 그러므로 상응하는 폐루프 제어 및/또는 스위칭 내지 본 발명에 따른 방법은 특히 엔진 제어 장치 및/또는 마이크로프로세서 내지 마이크로컴퓨터에 의해 실현될 수 있다. 결과적으로, 도입부에 언급한 단점들은 방지되고 상응하는 장점들이 달성된다.
이제, 본 발명에 따른 방법을 바람직한 유형 및 방식으로 구성하고 개선할 수 있는 다수의 가능성이 있다. 이를 위해, 우선 특허 청구항 제1항에 종속되는 특허 청구항들이 참조되어야 한다. 하기에서는, 본 발명의 바람직한 일 구현예가 도면 및 대응하는 기재내용에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 내연기관에서 실현되는 본 발명에 따른 방법, 특히 정해진 제어 기간 동안, 요컨대 부하 급변에 대한, 특히 내연기관의 부하 증가에 대한 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선 및/또는 정해진 한계 폐루프 제어 조정값들을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 2는 본원 방법에 따라 내연기관의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어를 위한 제어 시스템의 부분 섹션의 개략적 블록회로도이다.
도 1 및 도 2에는, 여기에는 상세히 도시되지 않은 내연기관, 특히 마찬가지로 여기서는 도시되지 않은 자동차의 내연기관의 작동을 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어하기 위한 본 발명에 따른 방법이 -적어도 부분적으로- 도시되어 있다. 여기서 내연기관은 특히 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어된다.
도 1에는, 시간(t)의 경과에 걸쳐 부하 급변, 요컨대 내연기관의 부하 증가가 도시되어 있다. 공지된 방식으로, 하나의 내연기관에서 내연기관의 복수의 상이한 목표 부하점 및/또는 실제 부하점이 특히 상응하는 가속 페달 작동을 통해 제어될 수 있다.
도 1에는, 정해지고 제어된, 상대적으로 더 낮은 하나 이상의 제1 목표 부하점(LP목표1)에서 출발하여, 그리고/또는 제1 목표 부하점(LP목표1)에 실현된 제1 실제 부하점(LP실제1)에서 출발하여, 상대적으로 더 높은 정해진 제2 목표 부하점(LP목표2)까지의 부하 급변, 요컨대 내연기관의 부하 증가가 도시되어 있다. 이 경우, 상대적으로 더 높은 제2 목표 부하점(LP목표2)은 제1 목표 부하점(LP목표1)에 비해, 또는 상응하는 실제 부하점(LP실제1)에 비해, 도 1에서 잘 알 수 있는 것처럼 그리고/또는 부하 급변을 표현하는 라인의 진행을 통해 상응하게 도시된 것처럼, 상응하게 더 높거나 더 크다. 또한, 도 1에서는, 내연기관의 실제 부하점들(LP실제)이 LP실제1에서부터 LP목표2 / LP실제2까지의 부하 급변 동안 상승하는 점, 특히 그에 상응하게 시간적으로 지연되어 상승하는 점을 확인할 수 있다. 이는, 도 1의 도면에서, 특히 시간(t)에 걸쳐 (상부의) y축 상에 표시된 부하점들(LP)로부터 확인할 수 있다.
흡기 밸브들의 개루프 제어를 위해, 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 상대 위치 또는 상대 포지셔닝이 그에 상응하게 조정 및/또는 설정될 수 있다. 흡기 캠샤프트의 상대 위치를 통해서는, 이미 도입부에서 설명한 것처럼, "진각"에서 "지각" 방향으로의 (또는 그 반대로의) 흡기 밸브들의 각각의 개루프 제어가 실현될 수 있다. 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 각각의 정해진 상대 위치들은, 먼저 기본적으로 엔진 제어 장치의 폐루프 제어 조정값들(도 2 참조)을 이용하여 정의되고, 그리고/또는 개루프 제어된다. 이 경우, 폐루프 제어 조정값들은 특히 "지각" 방향 최종 위치에 대한 조정값 "1"과 특히, "진각" 방향 최종 위치에 대한 조정값 "0" 사이의 값들을 취한다.
도 1에는, 폐루프 제어 조정값들(RS) 또는 이 폐루프 제어 조정값들의 상응하는 특성곡선(RS특성곡선), 즉, 상응하는 폐루프 제어 조정값 특성곡선(RS특성곡선)이 상응하는 라인으로 도시되어 있다. 상응하는 폐루프 제어 조정값 특성곡선(RS특성곡선)은 시간(t)에 걸쳐 도시되어 있으며, (하부의) y 축에는 상응하는 폐루프 제어 조정값(RS), 특히 여기서는 y 축에 명시된 것처럼 "1"과 "0" 사이의 값들이 표시되어 있다.
부하 급변, 요컨대 부하 증가의 실현을 위한 정해진 제어 기간, 요컨대 적어도 목표 부하 급변의 시작 시점(t1)에서부터 목표 부하 급변에 대응하는 실제 부하 급변의 종료 시점(t4)까지의 제어 기간에 대해, 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 개루프 제어를 위한 정해진 폐루프 제어 조정값 특성곡선(RS특성곡선) 및/또는 정해진 폐루프 제어 조정값들(RS)이 도 1에서 확인할 수 있는 것처럼 저장되며, 특히 엔진 제어 장치 내에 기본적으로 기억된다.
도 1에서 추가로 명백히 알 수 있듯이, 시점(t0)에 또는 시점들(t0 및 t1) 사이에, 운전자에 의한 제1 목표 부하점(LP목표1)을 통해, 특히 가속 페달 위치를 통해 정의되는 제1 실제 부하점(LP실제1)이 인가된다. 한편, 운전자는 시점(t1)에 부하 급변, 요컨대 부하 증가를 요구하고, 특히 차량의 가속 페달을 작동시키며, 그럼으로써 이제 내연기관의 실제 부하점(LP실제1)을 제2 목표 부하점(LP목표2)의 방향으로 변위시키거나 실제 부하 급변을 실현하기 위해, 제2 목표 부하점(LP목표2)이 폐루프 제어 기술로 제어된다.
도 1에는, 시간(t)에 걸쳐, 여기서는 시점(t1)에서부터 제2 목표 부하점(LP목표2)의 방향으로 시점(t4)까지, 상승하는 상응하는 목표 부하점 요구에 따른 내연기관의 실제 부하점들(LP실제) 내지 실제 엔진 부하들의 특성곡선이 도시되어 있으며, 시점(t4)에 실제 부하 급변이 종료되고, 요컨대 이 경우 상응하는 실제 부하점(LP실제 / LP실제2)이 제2 목표 부하점(LP목표2)에 상응한다.
또한, 도 1에서는, 적어도 시점들(t1 및 t4) 사이의 정해진 제어 기간에 대해 하나 이상의 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)[여기서는 제1 및 제2 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)]이 결정되고, 그리고/또는 정해진 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)이 정의되며(또는 엔진 제어 장치에서 계산될 수 있으며), 이 경우 제어 기간 이내의 정해진 각각의 시점들(t)에서 본 발명에 따른 방법에 따라 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)과 각각의 폐루프 제어 조정값들(RS)의 비교가 수행되며, 이 경우 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 제어를 위해 각각의 더 낮은 조정값이 이용된다는 점을 확인할 수 있다. 이로써 도입부에 언급된 단점들이 방지되거나 감소된다.
전술한 비교의 결과를 설명하기 위해, 도 1에는, 시점들(t1 및 t4) 사이의 정해진 영역이 빗금으로 표시되어 있다. 적어도 상기 영역에서는, 각각 상대적으로 더 낮은 조정값이 흡기 캠샤프트의 조정을 위해 이용되거나, 흡기 캠샤프트의 조정이 상기 값으로, 특히 이 경우 상응하게 "지각" 방향으로 최대한 제한된다.
이제 추가로 도 1에서 명백히 알 수 있듯이, 이제 여기서는 제어 기간 이내에, 특히 여기서는 시점들(t1 및 t4) 사이에서 복수의 각각의 정해진 실제 부하점(LP실제)에 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)이 할당되고, 그에 상응하게 정의되고, 그리고/또는 제어 기간에 대해, 라인의 상응하는 진행을 통해 개략적으로 도시된 것처럼, 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)이 결정 및/또는 정의된다. 특히 내연기관의 정해진 실제 부하점들(LP실제)에 대한 상응하는 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)이 기억된다(특히 특성맵들에 기억되고, 그리고/또는 그에 상응하게 "데이터화된다"). 내연기관의 정해진 각각의 정적 실제 부하점들(LP실제)에 할당되어 있는 이러한 정해진 각각의 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)은, 특히 시험대에서 내연기관의 정해진 정적 실제 부하 상태들에서 사전에 결정된 것이다. 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)은 엔진 제어 장치 내에 기억 및/또는 저장되며, 특히 특성맵으로서, 그리고/또는 엔진 제어 장치 내에 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)으로서 저장된다.
도 1에서 확인할 수 있는 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)은 여기서 "제1" 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)이다. 이미 이로써 정의된 상기 값들/조정값들은 전술한 비교 및 본 발명에 따른 방법의 실행을 위해 이용될 수 있으며, 이 경우 각각의 상대적으로 더 낮은 값/조정값은 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 제어를 위해 이용된다. 그러나 본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시예의 경우, 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)은 앞서 언급한 비교를 위해 이용되며, 특히 도 1에서 확인할 수 있는 "제2" 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)은 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)에 상응하고, 이는 하기에서 본 발명의 특히 바람직한 실시예의 설명에서 다시 더 상세하게 기술될 필요가 있다.
또한, 특히, 매우 다양한 부하 급변들에 대한, 즉, 매우 다양한 부하 증가들에 대한, 상기 유형의 여러 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선이 엔진 제어 장치 내에 저장될 수 있고, 이 경우 내연기관의 각각의 개별 실제 부하점들에 정해진 부하 급변들에 대한 상응하는 정적 한계 폐루프 제어 조정값들이 할당된다. 그러나 기본적으로 적어도 특히 내연기관의 각각의 정해진 실제 부하점들에는, 특히 원하는 부하 급변과 무관하게, 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)이 할당된다.
도 1에 추가로 도시된 것처럼, 시간(t)에 걸쳐 연소실 가열(TBRC)도 여기서 도 1에 도시된 부하 급변 내지 여기에 도시된 부하 증가에 대한 상응하는 라인으로써 마찬가지로 도시되어 있다. 도 1에서 상응하는 일점쇄선(TBRc)은 부하 급변 내지 여기에 도시된 내연기관의 부하 증가에 대한 연소실 가열을 개략적으로 나타낸다. 특히 가상으로 결정된 상기 라인(TBRC)은 특징적인 지연 시간들(tBRc)을 기반으로 도출되고 그리고/또는 정의되며, 여기서 도 1에는 특징적인 지연 시간(tBRc)이 특성곡선들(LP실제특성곡선)과 라인(TBRC) 사이의 수평 화살표 선으로 도시되어 있다. 내연기관의 각각의 실제 부하점(LP실제)에는 특히 각각의 특징적인 지연 시간(tBRc)이 할당되며, 특히 특성맵에 기억되고 그리고/또는 그에 상응하게 "데이터화되며", 상기 각각의 특징적인 지연 시간 내지 이로써 정의되는 각각의 값은, 각각의 실제 부하점(LP실제)에 도달한 점에서 출발하여 그 다음 내연기관이 자신의 새로운 정적 가열 상태에 도달할 때까지 내연기관이 요구하는 지연 시간에 상응한다. 또는, 달리 표현하면, 특히 내연기관의 각각의 상이한 정해진 실제 부하점(LP실제)에는, 특히 시험대에서 결정된 각각의 특징적인 지연 시간(tBRc)이 할당되며, 이 특징적인 지연 시간을 이용하여 연소실 가열(TBRC)에 대해 도 1에 도시된 (가상의) 라인이 도출된다. 특히 연소실의 새로운 정적 가열 상태에서는 상응하는 정적인 새로운, 특히 상대적으로 더 높은 온도가 존재하며, 이 역시 상기 관점에서 더 설명될 필요가 있다.
각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)에 의해, 연소실 가열(TBRC) 내지 (각각의 "특징적인 연소실 가열"에 대한) 각각의 특징적인 지연 시간(tBRc)에 따라 이제 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적)이 결정 및/또는 계산되며, 마찬가지로 도 1에서 확인할 수 있는, 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)의 라인으로 도시되어 있다. 상응하는 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)은, 도 1에서 확인되는 것처럼, (단지 평행하게 변위된 x 축 상에 반영된) 연소실 가열(TBRC)과 유사한 특성을 갖는다. -달리 표현하면- 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선) 내지 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적)의 결정/계산을 위해 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)은 시간적으로 지연되거나, 특히 각각의 특징적인 지연 시간들(tBRc)을 기반으로, 폐루프 제어 방식으로 시간적으로 지연된다.
본 발명에 따른 방법의 경우, 이제 특히 바람직한 실시예에 따라서, 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적), 및/또는 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)으로부터 도출되는 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적)은 폐루프 제어 조정값들(RS)과의 비교를 위한 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)로서 이용된다.
그러므로 본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시예의 경우, 여기서 도 1에서 확인할 수 있고 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)에 상응하는 "제2" 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)은 상술한 비교를 위해 이용되며, 다시 말하면 상응하는 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적)이 폐루프 제어 조정값들(RS)과의 비교를 위해 이용된다. 이 경우, 각각의 상대적으로 더 낮은 값은 특히 바람직한 실시예에 따라 본원 발명의 방법을 수행하기 위해, 요컨대, 특히 "지각" 방향으로의 흡기 캠샤프트의 조정을 상기 값/조정값으로 최대로 제한하도록 흡기 캠샤프트의 개루프 제어/조정을 위해 이용된다.
도 1에서, 시점들(t1 및 t4) 사이의 도해로부터, 여기서 각각의 더 작거나 더 낮은 조정값들의 선택 내지 선택 범위를 나타내는 빗금 표시 영역이 확인된다. 달리 표현하면, 빗금 표시 영역 위쪽에 상향 돌출된 폐루프 제어 조정값 특성곡선(RS특성곡선)의 "캡부(cap)"는 절단되거나, 이를 통해 정의되는 상기 폐루프 제어 조정값들(RS)은 본 발명에 따른 방법에서 고려되지 않는다. 이 경우, 도 1에 도시된 것처럼, 시점들(t1과 t2 또는 t3와 t4) 사이에 놓이는, 특히 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적) 미만인 상응하는 폐루프 제어 조정값들(RS)만이, 즉, 기간들(t1 및 t2 내지 t3 및 t4)에서 정해진 폐루프 제어 조정값들(RS)만이 본 발명에 따른 방법의 개루프 제어를 위해 이용된다. 이 경우, 특히 시점들(t2와 t3) 사이의 기간에서, 특히 바람직한 실시예에 따른 본원 발명의 방법을 위해, 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적)이 이용된다. 아주 기본적인 것으로, 본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예에서는 이 경우 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)과 "예컨대 폐루프 제어 조정값들(RS)의 비교를 위해" 도 1에도 도시된, 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)의 "제1" 특성곡선(GRS특성곡선)을 이용하는 점도 생각해볼 수 있다. 이 역시 기본적으로 가능하지만, 물론 특히 바람직한 실시예의 경우, 전술한 것처럼, 특히 각각의 비교를 위해, 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)이 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)으로서 이용되는데, 그 이유는 이 경우 특히 엔진 노킹의 위험이 없이 내연기관의 최대 퍼텐셜이 실현될 수 있기 때문이다.
특히 본 발명에 따른 방법은 오토 엔진으로서 구현된 내연기관에서 실현되며, 흡기 시스템 내의 압력은 제공된 배기가스 터보차저에 의해 실현되고, 그리고/또는 개루프 제어된다.
특히 이 경우 각각의 특성맵 및/또는 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)은, 특히 각각의 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)을 기반으로, 그리고 특징적인 연소실 가열("TBRC") 내지 전술한 것처럼 그에 대응하는 특징적인 지연 시간(tBRc)을 기반으로 결정 및/또는 계산된다.
마지막으로, 도 2에는, 개략적 블록 회로도, 특히 제어 경로들(A, B) 내지 부분 경로들(BA, BB)을 이용한 본 발명에 따른 방법의 수행 내지 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어의 일 섹션의 개략도가 도시되어 있다.
도 2에서 명백히 알 수 있듯이, 이 경우, 먼저 비교 소자(1)로, 특히 제1 제어 경로(A)를 경유하여 폐루프 제어 조정값(RS)이 공급된다. 제2 제어 경로(B)[부분 경로(BA)]를 경유해서, 먼저 한편으로 내연기관의 각각의 실제 부하점 및/또는 내연기관의 각각의 실제 회전수에 따라, 스위칭 소자(2)에, 기록/저장된 특성맵들 내지 저장된 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선들(GRS정적특성곡선)로부터 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)이 공급되며, 이때 상기 동일한 스위칭 소자(2)로 병행하여 제어 경로/부분 경로(BB)를 경유하여 다시 내연기관의 각각의 실제 부하점 및/또는 각각의 실제 회전수에 따라, 내연기관이 각각의 실제 부하점(LP실제)에 대해 자신의 새로운 정적 가열 상태에 도달할 때까지의 지연 시간에 상응하는 각각의 특징적인 지연 시간(tBRc)이 공급된다. 이 경우, 시간 지연 소자로서 구현된 스위칭 소자(2)는 각각의 정적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)을 토대로 각각의 특징적인 지연 시간(tBRc)의 각각의 값에 따라, 이렇게 결정/계산되어 비교 소자(1)로 공급되는 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)을 계산한다. 그런 다음 여기서 이른바 "최소값 선택"이 수행되고, 비교 소자(1)로 공급된 값들 중 상대적으로 더 낮은 값이, 이미 전술한 것처럼 본 발명에 따른 방법의 수행을 위해 선택되고 이용된다. 상기 전술한 폐루프 제어는 부하 급변 내지 원하는 부하 증가 동안 특히 영구적으로, 또는 지속적으로 수행된다.
또한, 비교 소자로서 구현된 하나 이상의 제1 스위칭 소자(1) 및 시간 지연 소자로서 구현된 하나 이상의 제2 스위칭 소자(2)를 포함하는 개루프 제어 회로 및/또는 폐루프 제어 회로가 제공된다. 제1 제어 경로(A)를 경유하여, 먼저 제1 스위칭 소자(1)로, 엔진 제어 장치에 의해 기본적으로 엔진 제어 장치 내에 저장된 폐루프 제어 조정값들(RS)이 공급된다. 또한, 2개의 부분 경로(BA 내지 BB)를 포함하는 제2 제어 경로(B)도 제공되며, 제1 부분 경로(BA)를 경유하여 제2 스위칭 소자(2)로 정적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS)이 공급되고, 제2 부분 경로(BB)를 경유하여 "특징적인 지연 시간"에 대한 값(tBRc)이 공급된다. 제2 스위칭 소자(2)는 제2 스위칭 소자(2)로 공급되는 값을 기반으로 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)을 결정한다.
제2 스위칭 소자(2)의 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)이 제1 스위칭 소자(1)로 공급되는 조건에서 제1 스위칭 소자(1)를 이용하여, 최소값 선택 및/또는 비교가 수행되고, 이때 각각의 더 낮은 값 내지 조정값이 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 제어를 위해 이용된다.
이 경우, 예시로서, 여기서는 흡기 캠샤프트의 개루프 제어/설정을 위한 상대적으로 더 낮은 값으로서, 예컨대 시점들(t2 및 t3) 사이에서 비교 소자(1)로 폐루프 제어 조정값(RS)으로서 특히 값 0.95가 공급되고, 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)으로서 값 0.85가 공급되면, 흡기 캠샤프트의 조정을 위해서는 값 0.85가 이용된다. 다시 말해 상대적으로 더 작은 값/조정값이 이용되며, 그럼으로써 흡기 캠샤프트의 조정은 상대적으로 더 낮은 값으로 제한되고, 즉, "지각" 방향으로의 흡기 캠샤프트의 조정이 최대한 더 낮은 값/조정값으로 제한된다.
이런 관점에서, 허용 캠샤프트 조정 트래블의 정의를 위해, 즉, 흡기 캠샤프트의 조정을 위해, 절대 캠샤프트 위치, 정적 작동 모드(stationary operation)에서의 위치로의 오프셋, 또는 2개의 정의된 캠샤프트 한계 위치 간의 보간 계수, 내지는 위상 이동이 실현될 수 있다는 점을 주지해야 한다. 특히 상술한 예에서 "진각"에서 "지각"으로(또는 그 반대로)의 흡기 캠샤프트의 조정을 위한 "0"과 "1" 사이와 같은 상응하는 값이 상기 예에 대응할 수 있다.
종래 공지된 방법에 비해 본 발명에 따른 방법의 주요 장점은, 실질적으로 내연기관의 선행하는 실제 부하 상태들에 대한 흡기 캠 조정 트래블 한계들의 지속적인, 특히 영구적인 매칭에 있다. 흡기 캠샤프트 조정의 비활성화는 더 이상 불필요하다.
본 발명에 따른 방법의 경우, 먼저 특히 각자의 달성 가능한 실제 부하점에서, 매개변수 집합으로서 열적 정적 상태 진동(thermally steady state vibration)에서 최대로 허용되는 흡기 캠샤프트의 조정 트래블, 특히 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)이 할당된다. 내연기관이 구체적인 정적 실제 부하점에 있다면, 정의된 그리고/또는 계산된 각각의 폐루프 제어 조정값(RS)이 흡기 캠샤프트의 조정에 적용된다. 더 큰 열적 부하를 가하는 작동점으로의 전환 시, 즉, 내연기관의 부하 증가 시, 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)이 결정된다. 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)의 결정을 위해, 연소실의 가열에 대해 전형적인/특징적인 시간 거동(tBRc)을 가진 정적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)이 추적되고, 특히 이 경우 흡기 캠샤프트의 개루프 제어를 위해 폐루프 제어 조정값들 및 동적 한계 폐루프 제어 조정값들 중에서 최소값의 선택이 수행되며, "지각" 방향으로의 흡기 캠샤프트의 조정을 제한하기 위해 상기 두 조정값 중 상대적으로 더 낮은 값이 제어값으로서 이용된다. 배기 캠샤프트의 조정/개루프 제어를 위해 최댓값의 선택이 수행된다. 이 역시 상기 관점에서 더 설명될 필요가 있다.
결과적으로, 도입부에 언급한 단점들은 방지되고 상응하는 장점들이 달성된다.
1: 비교 소자
2: 스위칭 소자 / 시간 지연 소자
A: 제1 제어 경로
B: 제2 제어 경로
BA: 제2 제어 경로(부분 경로)
BB: 제2 제어 경로(부분 경로)
RS: 폐루프 제어 조정값
RS특성곡선: 폐루프 제어 조정값 특성곡선
GRS: 한계 폐루프 제어 조정값
GRS특성곡선: 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선
TBRC: 연소실 가열
tBRc: 각각의 연소실 가열에 대한 특징적인 지연 시간
LP목표1: 제1 목표 부하점
LP목표2: 제2 목표 부하점
LP실제1: 제1 실제 부하점
LP실제2: 제2 실제 부하점
LP실제: 실제 부하점
LP목표: 목표 부하점
t: 시간
t1: 목표 부하 급변의 개시
t2: 폐루프 제어 조정값(RS)이 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)에 상응하거나 이를 초과하는 시점
t3: 폐루프 제어 조정값(RS)이 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)에 상응하거나 이에 미달하는 시점
t4: 실제 부하 급변의 종료
GRS정적: 정적 한계 폐루프 제어 조정값
GRS동적: 동적 한계 폐루프 제어 조정값
GRS정적특성곡선: 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선
GRS동적특성곡선: 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선

Claims (15)

  1. 특히 적어도 부분적으로 밀러 사이클에 따라 작동하는 내연기관, 특히 자동차의 내연기관의 작동을 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어하기 위한 방법으로서, 내연기관의 복수의 상이한 목표 부하점(LP목표) 및/또는 상이한 실제 부하점(LP실제)이 특히 상응하는 가속 페달 작동을 통해 제어될 수 있으며; 내연기관의 부하 급변 시, 정해지고 제어된, 상대적으로 더 낮은 하나 이상의 제1 목표 부하점(LP목표1)에서 출발하여, 그리고/또는 제1 목표 부하점(LP목표1)에서 실현된 제1 실제 부하점(LP실제1)에서 출발하여, -제1 목표 부하점(LP목표1) 에 비해, 그리고/또는 실제 부하점(LP실제1)에 비해- 더 높은 정해진 제2 목표 부하점(LP목표2)이 제어되며; 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 상대 위치 내지 포지셔닝은 흡기 밸브들의 개루프 제어를 위해 조정 및/또는 설정될 수 있고, 특히 흡기 캠샤프트의 상대 위치를 통해 진각에서 지각으로(또는 그 반대로) 흡기 밸브들의 각각의 개루프 제어가 실현될 수 있으며; 크랭크샤프트에 대한 흡기 캠샤프트의 각각의 정해진 상대 위치들은, 특히 흡기 밸브들의 개루프 제어를 위해, 지각 조정에 대한 조정값 "1"과 진각 조정에 대한 조정값 "0" 사이에 놓이는 엔진 제어 장치의 폐루프 제어 조정값들(RS)을 이용하여 정의되고 그리고/또는 개루프 제어되며; 적어도 부하 급변의 실현을 위한 정해진 제어 기간, 요컨대 적어도 목표 부하 급변의 시작 시점(t1)에서부터 목표 부하 급변에 대응하는 실제 부하 급변의 종료 시점(t4)까지의 제어 기간에 대해, 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 개루프 제어를 위한 정해진 폐루프 제어 조정값 특성곡선(RS특성곡선) 및/또는 정해진 폐루프 제어 조정값들(RS)이 저장되는; 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법에 있어서,
    적어도 정해진 제어 기간에 대해 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS특성곡선)이 결정되고, 그리고/또는 정해진 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)이 정의되고, 그리고/또는 계산되며, 이 경우 상기 제어 기간 이내의 정해진 각각의 시점들에서 상기 각각의 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS)과 상기 각각의 폐루프 제어 조정값들(RS)의 비교가 수행되며, 이때 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 제어를 위해 각각의 더 낮은 조정값이 이용되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 각각 상대적으로 더 낮은 조정값의 이용을 통해, "지각" 방향으로의 흡기 캠샤프트의 조정이 그에 상응하게 상기 상응하는 값 또는 조정값으로 제한되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 기간 이내에, 복수의 정해진 각각의 실제 부하점(LP실제)을 위해 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)이 정의되고, 그리고/또는 상기 제어 기간에 대해 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)이 결정 및/또는 정의되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정해진 정적 실제 부하점(LP실제)을 위해 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)은 특히 시험대에서 정해진 정적 실제 부하 상태들의 조건에서 결정된 것임을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)은 특히 엔진 제어 장치 내에 기억 및/또는 저장되고, 특히 특성맵으로서 그리고/또는 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)으로서 저장되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 정해진 정적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS정적)을 이용하여, 연소실 가열(TBRC)에 따라 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적)이 결정 및/또는 계산되고, 그리고/또는 정적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS정적특성곡선)으로부터 연소실 상승 온도(TBRC)의 특성곡선에 따라 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)이 결정 및/또는 계산되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적) 및/또는 동적 한계 폐루프 제어 조정값 특성곡선(GRS동적특성곡선)으로부터 도출되는 동적 한계 폐루프 제어 조정값들(GRS동적)이, 개루프 제어 및/또는 비교 시 각각의 한계 폐루프 제어 조정값(GRS)으로서 이용되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 흡기 시스템 내의 압력은 제공된 배기가스 터보차저에 의해 적어도 부분적으로 개루프 제어되고, 그리고/또는 실현되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 특징적인 지연 시간들(tBRc)은 특히 시험대에서 결정되며, 이 경우 상기 특징적인 지연 시간들(tBRc)의 각각의 값들은 내연기관이 자신의 신규 가열 상태에 도달할 때까지의 각각의 지연 시간에 각각 상응하는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 오토 엔진으로서 구현된 내연기관에서 실현되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 비교 소자로서 구현된 하나 이상의 제1 스위칭 소자(1)와, 시간 지연 소자로서 구현된 하나 이상의 제2 스위칭 소자(2)를 포함하는 개루프 제어 회로 및/또는 폐루프 제어 회로가 제공되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 제어 경로(A)를 경유하여, 먼저 제1 스위칭 소자(1)로, 엔진 제어 장치로부터 기본적으로는 상기 엔진 제어 장치 내에 저장된 폐루프 제어 조정값들(RS)이 공급되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 부분 경로(BA 내지 BB)를 포함하는 제2 제어 경로(B)가 제공되며, 제1 부분 경로(BA)를 경유하여 제2 스위칭 소자(2)로 정적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS정적)이 공급되고, 제2 부분 경로(BB)를 경유하여 연소실 가열에 대한 특징적인 지연 시간에 대한 값(tBRc)이 공급되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 스위칭 소자(2)는 상기 제2 스위칭 소자(2)로 공급되는 특징적인 지연 시간의 값(tBRc)을 기반으로 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)을 결정하는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 스위칭 소자의 동적 한계 폐루프 제어 조정값(GRS동적)이 제1 스위칭 소자(1)로 공급되는 조건에서 상기 제1 스위칭 소자(1)를 이용하여, 최소값 선택 및/또는 비교가 수행되고, 이때 각각의 상대적으로 더 낮은 값 내지 조정값이 흡기 캠샤프트의 상대 위치의 제어를 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 내연기관 작동의 개루프 제어 및/또는 폐루프 제어 방법.
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