KR20210089724A - 분사량 보정을 수행하는 내연 기관을 동작시키는 방법 - Google Patents

분사량 보정을 수행하는 내연 기관을 동작시키는 방법 Download PDF

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Abstract

분사량 보정을 수행하는, 연소 엔진을 동작시키는 방법이 설명된다. 분사기의 펄스당 총 분사량은 복수의 더 작은 등량 펄스로 분할되고, 여기서 더 적은 양의 펄스는 탄도 분사기 모드에서 구현된다. 이 단계에 따라, 대응하는 오프셋 보정이 수행된다. 상기 오프셋 보정이 적용된 후, 선형 분사기 모드에서 추가 보정이 수행되는 것이 바람직하다. 추가 센서 하드웨어 없이 분사량 보정을 수행하는 추가 대안이 제공된다.

Description

분사량 보정을 수행하는 내연 기관을 동작시키는 방법
본 발명은 분사량 보정을 수행하는, 적어도 하나의 분사기를 갖는 연소 기관, 즉, 연소 엔진을 동작시키는 방법에 관한 것이다.
동작 동안, 연소 엔진은 특정 양의 마모 및 기술적 특성의 변화를 받는다. 배출량 관련 법규를 준수하기 위해 부품 제조 시 좁은 공차를 유지해야 한다. 가동 시간 동안 발생하는 변화를 검출하면 제조 공차를 넓히고/넓히거나 보다 유리한 재료를 사용할 수 있어 궁극적으로 제품 가격을 낮추거나 수익을 높일 수 있다. 대안적으로, 이러한 검출 알고리즘은 성능 및/또는 배출량 면에서 더 높은 목표를 달성하는 데 사용될 수 있다.
지금까지 분사기의 센서 신호에 기초한 검출 알고리즘은 분사량 보정을 위해 사용되었다. 따라서 전기 기계적 특성은 분사기 거동의 특성 지점을 검출하고 이를 조절을 통해 항상 동일한 값으로 시간적으로 설정하는 데 사용된다. 이 방법의 단점은 특히 개방 거동을 검출할 때 일반적으로 기존 활성화 신호를 사용할 수 없다는 것이다. 검출에서부터 동작 활성화로의 전환이 필요하다.
분사기 특성에 기초하여 노즐을 통한 최대 흐름을 변화시키는 방법이 오늘날 알려져 있지 않다. 레일/공급 라인에서 측정된 압력 강하에 기초하여 분사되는 연료량을 결정하는 방법이 존재한다. 오늘날 구현되는 시스템에서 최대 부하량 편차는 대부분의 경우 람다 제어기의 오프셋 보정에 반영되고, 공기 에러와 연료 에러 사이를 구분하지 못한다.
본 발명의 기본 목적은 추가 센서 하드웨어 없이 분사량 보정을 수행하는 추가 대안을 나타내는, 처음에 설명된 유형의 방법을 제공하는 것이다.
본 목적은,
상기 분사기의 펄스당 총 분사량(X)을 동일한 총량의 복수의 더 작은 등량 펄스(X')로 분할하는 단계로서, 상기 더 적은 양의 펄스는 탄도 분사기 모드에서 구현되는, 상기 분할하는 단계;
상기 분사기의 공칭 특성 곡선에 따라 활성화 기간(t')에서 상기 더 적은 양의 펄스(X')를 동작시키는 단계;
공기/연료비로부터 실제 분사량(X")으로 역 계산하는 단계;
상기 공칭 특성 곡선에서 X"를 검색하여 공칭 필요 활성화 시간(t")을 결정하는 단계; 및
t'와 t" 사이의 차이를 결정하여 대응하는 오프셋 보정을 수행하는 단계를 포함하는, 제시된 유형의 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명에 따른 방법에서, 현재 총 분사량(X)은 동일한 총량의 더 작은 등량 펄스(X')로 분할된다. 탄도 분사기 모드에서 소량의 펄스를 구현하는 것이 중요하다. 탄도 펄스에 대한 활성화 기간으로서 t'가 사용되고, 이는 공칭 특성 곡선에서 대응하는 원하는 양에 대해 발견된다. 탄도 펄스만이 있기 때문에 흐름 에러는 영향을 미치지 않는다.
그런 다음 구현되는 분사량은 매우 적다. 전이 동안 전체 공기 경로가 변치 않기 때문에 결정된 람다 편차는 전적으로 연료 에러의 결과이다. 따라서 실제 분사량(X")은 공기/연료비로부터 역 계산될 수 있다. 공칭 특성 곡선에서 X"를 찾으면 공칭 필요 활성화 시간(t")을 얻는다. t'와 t" 사이의 차이는 필요한 오프셋 보정이다. 이 보정을 고려하면 해당 분사기의 특성 곡선이 공칭 특성 곡선으로 이동한다.
추가 개선에서, 본 발명에 따른 방법은, 오프셋 보정이 적용된 후,
상기 분사기의 펄스당 총 분사량(Y)을 복수의 더 작은 등량 펄스(Y')로 분할하는 단계로서, 상기 더 작은 양의 펄스는 선형 분사기 모드에서 구현되는, 상기 분할하는 단계;
공칭 특성 곡선에 따라 활성화 기간(s')에서 더 적은 양의 펄스(Y')를 동작시키는 단계;
상기 분사량(Y")을 획득하는 단계;
Y'와 Y" 사이의 편차를 이 지점에서 특성 곡선의 구배의 편차로 결정하는 단계; 및
다양한 분사량/활성화 시간 동안 이 절차를 반복하고, 전체 선형 특성 곡선에 대한 구배 편차를 계산하고 보정하는 단계를 포함한다.
동일한 원리에 따라, 오프셋 보정이 적용된 선형 영역이 고려된다. 여기에서도 총 펄스(Y)는 다수의 부분 펄스(Y')로 분할된다. 따라서 부분 펄스(Y')도 분사기의 최대 흐름 또는 니들 정지에 도달하는 것을 보장해야 한다. 분사량(Y)은 분사량(Y')으로 분할되고, 다시 공칭 특성 곡선에 따라 활성화 기간(s')에서 동작된다. 그러나 그런 다음 분사량(Y")을 실제로 수립한다. Y'와 Y" 사이의 편차는 이 지점에서 특성 곡선의 구배의 편차와 동일하다. 다른 분사량/활성화 시간 동안 이 절차를 반복하면 전체 선형 특성 곡선에 대한 구배의 편차를 계산하고 보정할 수 있다.
전체 방법을 다수의 상이한 동작 지점에 수행하고, 결정된 보정의 주파수 분포를 고려하면, 검출 정밀도를 상당히 증가시킬 수 있다.
전반적으로, 본 발명은, (탄도 거동과 선형 거동과 관련하여) 분사기 특성을 이용함으로써, 추가 센서 하드웨어 없이 대안적으로 개방을 검출하고, 분사기의 흐름 에러를 결정하고 그에 따라 람다 제어에서 공기 에러와 연료 에러 사이의 차이를 결정할 수 있다. 그 결과 분사량 공차를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 에러 발생 시 보다 정확한 위치 파악을 포함하여 진단 한계를 더 좁힐 수 있고 또는 람다 진단의 신뢰성을 더 높일 수 있다. 또한, 이 방법은 분사기 개방 거동에 대한 대안적인 검출 방법을 나타낸다. 센서에 의한 개방 검출을 사용하는 경우에도 본 명세서에 설명된 방법은 센서에 의한 검출의 타당성을 적어도 허용한다.
유사하게, 본 명세서에 설명된 방법은 상호 타당성을 위해 다른 "흐름 인식" 방법, 예를 들어, 압력 강하와 결합될 수 있다. 모든 경우에 요구 사항은 분사기 폐쇄점 제어를 사용하는 것이다.
본 발명은 도면과 함께 예시적인 실시예를 참조하여 아래에서 상세히 설명될 것이다.
도 1은 분사기의 5개 개방 단계의 개략도이다.
도 2는 니들 행정에 따라 분사기를 통한 흐름을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 3은 분사기의 시간의 함수로서 분사율을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 4는 제어 기간의 함수로서 분사량을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 5는 왼쪽에 시간의 함수로서의 분사율을 보여주고 오른쪽에 개별 부분 펄스에 대한 시간의 함수로서 분사율을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 6은 제어 기간의 함수로서 분사량을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 7은 제어 기간의 함수로서 분사량을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 8은 왼쪽에 총 펄스에 대한 시간의 함수로서 분사율을 보여주고 오른쪽에 부분 펄스에 대한 시간의 함수로서 분사율을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 9는 제어 기간의 함수로서 분사량을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
도 10은 제어 기간의 함수로서 분사량을 보여주는 다이어그램을 도시한다.
본 발명은 분사량 보정을 수행하는, 적어도 하나의 분사기를 갖는 연소 엔진을 동작시키는 방법이다. 이러한 방법은 예시적인 실시예에 의해 이하에서 설명될 것이다.
본 발명은 탄도 모드(니들 정지 또는 최대 흐름에 도달하지 않은 상태, 도 1에서 위치(A) 내지 위치(C))와 선형 모드(니들 정지 또는 최대 흐름에 신뢰성 있게 도달한 상태, 도 1에서 위치(D))에서 상이한 분사기 특성을 이용한다. 도 1은 분사기의 다양한 개방 단계를 보여주며, 여기서 참조 부호 1은 노즐 니들을 나타내고, 참조 부호 2는 전기자를 나타내며, 참조 부호 3은 자석 코일을 나타내고, 참조 부호 4는 노즐 판을 나타내며, 참조 부호 5는 기계적 정지부를 나타낸다. 도 1은 스프링, 가이드 등이 도시되지 않은 개략도일 뿐이다.
단순화를 위해, 정상 분사량(실선)에 비해 분사량이 감소된 경우(파선)만이 이하 도면에 도시되어 있다. 그러나 이하 모든 진술은 분사량이 증가된 경우에도 유사하게 적용된다.
기본 마모/공차 지점은 전기자(2)의 간극(도 1에서 위치(A) 내지 위치(B))이다. 원칙적으로 변경된 간극은 분사량 특성 곡선(도 4)과 분사율 시작(도 3에서 B 내지 BL)의 시간 오프셋을 나타낸다. 니들 행정에 대한 예시 흐름에서 변경된 간극은 눈에 띄지 않는다(도 2에서 B 내지 BL).
다른 실질적인 마모/공차 지점은 최대 흐름(도 1에서 위치(D))이다. 흐름은 노즐 판(4)의 공차/마모(도 1에서 D1) 또는 정지부(5)의 공차/마모(도 1에서 D2)를 통해 변경 가능하다. 원칙적으로 최대 흐름의 변화는 분사량 특성 곡선의 구배 변화(도 4) 및 감소된 최대 율(도 3에서 D 내지 DL)을 나타낸다. 변경된 흐름은 니들 행정에 대한 예시 흐름(도 2에서 D 내지 DL)에서도 볼 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 이러한 거동을 이용한다. 분사기의 작업 영역이 선형 영역에 있으면 알고리즘을 시작할 수 있다. 이것은 사실상 이미 매우 낮은 엔진 부하에 있는 경우이므로 사실상 제한 없이 검출을 적용할 수 있다.
현재 총 분사량(X)은 동일한 총량의 더 작은 등량(X')의 수(n)로 분할된다. 탄도 분사기 모드(도 5 및 도 6)에서 소량의 펄스를 구현하는 것이 중요하다. 탄도 펄스에 대한 활성화 기간으로서 제어 기간(t')이 구현되고, 이는 공칭 곡선에서 원하는 양에 대해 발견된다. 탄도 펄스만이 있기 때문에 흐름 에러는 영향을 미치지 않는다(도 5). 그런 다음 구현되는 분사량은 매우 적다. 전이 동안 전체 공기 경로가 변치 않기 때문에 결정된 람다 편차는 전적으로 연료 에러의 결과이다. 따라서 실제 분사량(X")은 공기/연료비로부터 역 계산될 수도 있다. 그런 다음 공칭 특성 곡선에서 X"를 찾으면 공칭 필요 활성화 시간(t")을 얻는다(도 6). t'와 t" 사이의 차이는 필요한 오프셋 보정이다. 이 보정을 고려하면, 분사기의 특성 곡선은 공칭 특성 곡선으로 이동한다(도 7).
동일한 원리에 따라, 오프셋 보정이 적용된 선형 영역이 고려된다. 여기에서도 총 펄스가 다수의 부분 펄스로 분할된다. 그러나, 부분 펄스도 최대 흐름 또는 니들 정지(도 8)에 도달하는 것을 보장해야 한다. 분사량(Y)은 분사량(Y')으로 분할되고, 다시 공칭 특성 곡선에 따라 활성화 기간에서 동작된다. 그러나, 그런 다음 분사량(Y")을 실제로 수립한다. Y'와 Y" 사이의 편차는 이 지점에서 특성 곡선의 구배의 편차와 동일하다.
2개 이상의 다른 분사량/활성화 시간 동안 이 절차를 반복하면, 전체 선형 특성 곡선에 대한 구배의 편차를 계산하고 보정할 수 있다(도 10). 다수의 다른 동작 지점에 대해 전체 방법을 수행하고, 결정된 보정의 주파수 분포를 고려하면, 검출 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 분사량 보정을 수행하는, 적어도 하나의 분사기를 갖는 연소 엔진을 동작시키는 방법으로서,
    상기 분사기의 펄스당 총 분사량(X)을 동일한 총량의 복수의 더 작은 등량 펄스(X')로 분할하는 단계로서, 상기 더 적은 양의 펄스는 탄도 분사기 모드에서 구현되는, 상기 분할하는 단계;
    상기 분사기의 공칭 특성 곡선에 따라 활성화 기간(t')에서 상기 더 적은 양의 펄스(X')를 동작시키는 단계;
    공기/연료비로부터 실제 분사량(X")으로 역 계산하는 단계;
    상기 공칭 특성 곡선에서 X"를 검색하여 공칭 필요 활성화 시간(t")을 결정하는 단계; 및
    t'와 t" 사이의 차이를 결정하여 대응하는 오프셋 보정을 수행하는 단계
    를 포함하는, 연소 엔진을 동작시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오프셋 보정이 적용된 후,
    상기 분사기의 펄스당 총 분사량(Y)을 복수의 더 작은 등량 펄스(Y')로 분할하는 단계로서, 상기 더 작은 양의 펄스는 선형 분사기 모드에서 구현되는, 상기 분할하는 단계;
    공칭 특성 곡선에 따라 활성화 기간(s')에서 더 적은 양의 펄스(Y')를 동작시키는 단계;
    상기 분사량(Y")을 획득하는 단계;
    Y'와 Y" 사이의 편차를 이 지점에서 특성 곡선의 구배의 편차로 결정하는 단계; 및
    다양한 분사량/활성화 시간 동안 이 절차를 반복하고, 전체 선형 특성 곡선에 대한 구배의 편차를 계산하고 보정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소 엔진을 동작시키는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법은 다수의 상이한 동작 지점에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 연소 엔진을 동작시키는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 검출 정밀도를 증가시키기 위해 결정된 보정의 주파수 분포를 평가하는 것을 특징으로 하는 연소 엔진을 동작시키는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 센서에 의한 검출의 타당성을 위해 수행하는 것을 특징으로 하는 연소 엔진을 동작시키는 방법.
KR1020217017466A 2018-11-08 2019-10-24 분사량 보정을 수행하는 내연 기관을 동작시키는 방법 KR102523800B1 (ko)

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