KR20210089752A

KR20210089752A - 내연 기관의 실린더별 연소 공정 파라미터 값의 검출

Info

Publication number: KR20210089752A
Application number: KR1020217018106A
Authority: KR
Inventors: 요하네스 비어; 램프룰라 참파; 베르트랑 바로키에
Original assignee: 비테스코 테크놀로지스 게엠베하
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2021-07-16
Also published as: DE102019207252A1; KR102556787B1; DE102019207252B4; WO2020099509A1; CN113056599A; US11629656B2; CN113056599B; US20210270195A1

Abstract

내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법이 설명된다. 본 방법은, 톱니형 인코더 신호를 검출하는 단계; 상기 톱니형 인코더 신호에 기초하여 실린더별 톱니형 시간 간격을 결정하는 단계; 상기 실린더별 톱니형 시간 간격에 대응하는 상기 톱니형 인코더 신호의 일부를 푸리에 변환하는 것에 기초하여 실린더별 위상값을 결정하는 단계; 및 상기 연소 프로파일 파라미터와 상기 위상값 사이의 관계를 나타내는 저장된 전달 함수와 상기 실린더별 위상값에 기초하여 상기 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

내연 기관의 실린더별 연소 공정 파라미터 값의 검출

본 발명은 내연 기관의 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내연 엔진, 즉, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 내연 기관용 제어 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

내연 기관의 엔진 연소 공정 분야에서 개선 작업의 목적은 효율을 높이는 것이다. 충전물을 희석하여 효율을 높이기 위해 다음과 같은 스파크 점화 엔진 기술에 중점을 둔다:

(1) 냉각된 외부 배기 가스의 재순환(EGR) 및

(2) 균일한 희박 동작을 수행하는 내연 기관.

충전물을 희석하여 엔진을 동작시키는 것은 엔진별 최대 희석 한계에 의해 제한된다. 최대 희석 한계는 연소 안정성 변수 "IMEP의 COV"를 검출함으로써 결정된다.

선행 기술 (1): 점화 각도(IGA)는 미리 정해진 특성도 세트를 사용하여 엔진을 제어하는 것에 의해 결정된다. IGA = f (엔진 온도 또는 냉각수 온도, 부하, 회전 속도, 람다, EGR, 등). 여기서 연소로 인한 파라미터(MFBxx)가 엔진의 효율과 관련하여 최적인지 여부는 고려되지 않는다. 특히, 특성도의 파라미터 및 엔진 간의 편차가 부정확하면 엔진의 실제 동작 시 MFBxx (MFB = 연소된 질량 분율) 값이 최적이 아닐 수 있다.

종래 기술 (2): 각각의 개별 실린더에 실린더 내압 센서가 장착된 엔진이 있다. 이 엔진은 주로 디젤 엔진이다. 따라서 각 실린더 및 각 개별 연소 사이클에 대해 파라미터(MFBxx)를 결정하고, 연소 최적화를 위해 이 파라미터를 고려할 수 있다. 이 솔루션은 센서 비용과 함께 각 실린더의 실린더 압력 센서를 엔진의 실린더 헤드에 통합하는 비용이 단점이다.

일반적인 종래 기술은 문헌(R. Pischinger, Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschine [The Thermodynamics of the Internal Combustion Engine], 2002, Springer)에 개시되어 있다. 이 문헌에서는 실린더 압력 측정값과 크랭크 각도 정보로부터 MFBxx를 계산하고, 엔진의 효율과 MFBxx 간의 관계를 설명한다.

본 발명은 특히 각각의 개별 실린더에 실린더 압력 센서를 사용하지 않고 간단한 방식으로 고정밀도로 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 것을 목적으로 한다.

본 목적은 독립 청구항의 주제에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법이 설명된다. 설명된 방법은, 톱니형 인코더 신호(toothed encoder signal)를 검출하는 단계; 상기 톱니형 인코더 신호에 기초하여 실린더별 톱니형 시간 간격을 결정하는 단계; 상기 실린더별 톱니형 시간 간격에 대응하는 상기 톱니형 인코더 신호의 일부를 푸리에 변환하는 것에 기초하여 실린더별 위상값을 결정하는 단계; 및 상기 연소 프로파일 파라미터와 상기 위상값 사이의 관계를 나타내는 저장된 전달 함수와 상기 실린더별 위상값에 기초하여 상기 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 단계를 포함한다.

설명된 방법은, 톱니형 인코더 신호의 실린더 관련 부분의 위상 스펙트럼으로부터 결정된, 연소 프로파일 파라미터의 실제값과 위상값 사이에 (특히 실험실 측정으로) 알려진 (저장된 전달 함수의 형태의) 관계를 사용하면 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 결정할 수 있다는 인식에 기초한다. 따라서, 본 발명은 실린더 압력 센서를 사용하지 않고 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출할 수 있다.

본 문서에서, "톱니형 인코더 신호"라는 용어는 특히 크랭크샤프트 위치 센서 및 이 크랭크샤프트에 알려진 방식으로 장착된 톱니형 인코더 휠(특히 60개 내지 2개의 톱니형 인코더 휠)에 의해 검출된 전기 신호를 나타낸다. 따라서 톱니형 인코더 신호에 의해 일반적으로 크랭크샤프트의 위치 및 회전 속도를 결정할 수 있다.

이 문서에서, "톱니형 시간(tooth time)"이라는 용어는 특히 크랭크샤프트 위치 센서에 의해 인접한 톱니형 인코더 휠 톱니를 검출하는 각각의 공정 사이의 시간 기간을 나타낸다. 톱니형 시간은 특히 크랭크 각도의 함수로 결정될 수 있다.

이 문서에서, "실린더별 톱니형 시간 간격"은 상기 언급된 기능 중 특히 각각의 실린더가 활성 상태인 부분(즉, 크랭크 각도에 대한 톱니형 시간)을 나타낸다. 다시 말해, "실린더별 톱니형 시간 간격"은, 각 실린더의 팽창 단계의 시작 시에 시작하고 후속 실린더의 팽창 단계의 시작 시에 끝나는 (크랭크샤프트 간격에 대응하는) 시간 간격을 나타낸다.

본 발명의 일 예시적인 실시예에 따르면, 상기 실린더별 위상값을 결정하는 단계는 오프셋 보정된 실린더별 위상값을 결정하기 위해 오프셋 보정하는 것을 더 포함한다.

오프셋 보정하는 것은 특히 톱니형 인코더 휠 및 톱니형 인코더 신호 검출의 공차를 보상하는 역할을 한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 오프셋 보정하는 것은 오버런 단계(overrun phase) 동안 다수의 실린더별 위상값의 평균값을 결정하는 것을 포함한다.

이 문서에서, "오버런 단계"라는 용어는 특히 내연 기관이 연소 없이 (적어도 대략) 일정한 엔진 속도로 동작하는 단계를 나타낸다.

이상적인 경우에, 이 평균값은 0과 같다. 따라서 0과 다른 값은 공차 유도 오프셋을 구성한다.

본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 오프셋 보정된 실린더별 위상값은 결정된 평균값을 실린더별 위상값으로부터 감산함으로써 결정된다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 연소 프로파일 파라미터 값은 실린더의 복수의 실린더별 위상값의 평균값에 기초하여 결정된다.

다시 말해, 각각의 실린더에 대해 복수의 위상값이 결정된다. 이 일련의 위상값의 평균값은 저장된 전달 함수를 통해 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 데 사용된다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 내연 기관은 실린더 압력 센서를 갖는 참조 실린더를 갖는다. 본 방법은 상기 참조 실린더에 대한 압력 값을 검출하는 단계; 상기 압력 값에 기초하여 상기 참조 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 단계; 상기 참조 실린더와 다른 실린더 모두에 대해 실린더별 위상값을 결정하는 단계; 및 상기 참조 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값, 상기 참조 실린더에 대한 위상값, 상기 다른 실린더에 대한 위상값, 및 상기 저장된 전달 함수에 기초하여 상기 다른 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 이 예시적인 실시예에서, 실린더 압력 센서가 참조 실린더에 제공되고, 여기서 내연 기관의 다른 실린더에는 이러한 센서가 없다. 우선, 참조 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값은 그 자체로 알려진 방식으로 실린더 압력 신호에 기초하여 결정된다. 그런 다음 참조 실린더와 다른 실린더 모두에 대한 실린더별 위상값이 결정되고, 이 실린더별 위상값은 참조 실린더에 대해 이전에 결정된 연소 프로파일 파라미터 값 및 저장된 전달 함수와 함께, 다른 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 데 사용된다.

본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 방법은 상기 다른 실린더의 위상값에 대한 전달 함수 값과, 상기 참조 실린더의 위상값에 대한 전달 함수 값 사이의 차이를 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 다른 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값은 상기 참조 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값과 계산된 차이를 더함으로써 결정된다.

다시 말해, 저장된 전달 함수의 대응하는 값이 두 위상값(즉, 다른 실린더의 위상값과 참조 실린더의 위상값)에 대해 계산되고 감산된다. 이 차이는 참조 실린더에 대해 이전에 결정된 연소 프로파일 파라미터 값에 더해져 다른 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값을 결정한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값은 연소된 연료 질량 분율(MFBxx), 특히 MFB50 값이다.

그러나, 유사한 방식으로 MFB10 또는 MFB90과 같은 다른 연소 프로파일 파라미터 값을 결정할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 내연 기관용 제어 장치가 설명된다. 설명된 제어 장치는 제1 양태에 따른 방법 또는 전술한 예시적인 실시예 중 하나에 따른 방법을 수행하도록 구성된 처리 유닛을 갖는다. 제어 장치는 전송 함수를 저장하는 데이터 메모리를 더 포함한다.

제어 장치는 예를 들어 자동차에서 전술한 방법의 장점을 제공한다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 프로세서에 의해 실행될 때 제1 양태 또는 전술한 예시적인 실시예 중 하나에 따른 방법을 수행하도록 설계된 컴퓨터 프로그램이 설명된다.

이 문서의 의미 내에서, 이러한 종류의 컴퓨터 프로그램이라는 용어는 본 발명에 따른 방법과 관련된 효과를 달성하기 위해 적절한 방식으로 시스템 또는 방법을 동작시키는 방식을 조정하기 위해 컴퓨터 시스템을 제어하는 명령어를 포함하는 프로그램 요소, 컴퓨터 프로그램 제품 및/또는 컴퓨터 판독 가능 매체의 개념과 동일하다.

컴퓨터 프로그램은 예를 들어 JAVA, C++ 등과 같은 임의의 적절한 프로그래밍 언어로 컴퓨터 판독 가능 명령어 코드로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(CD-ROM, DVD, Blu-ray 디스크, 이동식 드라이브, 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 통합 메모리/프로세서 등)에 저장될 수 있다. 명령어 코드는 원하는 기능을 실행하는 방식으로 특히 자동차의 엔진용 제어 장치와 같은 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능 장치를 프로그래밍할 수 있다. 또한, 컴퓨터 프로그램은 사용자가 필요에 따라 다운로드할 수 있는, 예를 들어, 인터넷과 같은 네트워크에 제공될 수 있다.

본 발명은 컴퓨터 프로그램, 즉 소프트웨어에 의해, 그리고 하나 이상의 특정 전기 회로에 의해, 즉 하드웨어로서 또는 임의의 원하는 하이브리드 형태로, 즉 소프트웨어 컴포넌트 및 하드웨어 컴포넌트로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 다른 주제를 참조하여 설명되었다는 점에 유의해야 한다. 특히, 본 발명의 일부 실시예는 방법 청구항으로 설명되고, 본 발명의 다른 실시예는 장치 청구항으로 설명된다. 그러나, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 명세서를 읽을 때, 명시적으로 달리 제시되지 않는 한, 본 발명의 하나의 유형의 주제와 관련된 특징의 조합에 더하여, 본 발명의 다른 유형의 주제와 관련되는 특징의 임의의 조합도 가능하다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 장점 및 특징은 예로서 주어진 바람직한 실시예의 이하의 설명으로부터 명백하다.

도 1은 일 실시예에 따른 3개의 톱니형 시간 간격을 갖는 톱니형 시간과 크랭크 각도 사이의 관계를 도시한다.
도 2는 도 1의 톱니형 시간 간격 동안 본 발명에 따라 결정된 위상 스펙트럼을 도시한다.
도 3은 실린더에 대한 오프셋 보정 값을 본 발명에 따라 결정하기 위한 일련의 측정된 위상값을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 전달 함수를 결정하기 위해 측정된 위상값과 연소 프로파일 파라미터 값의 표현을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따라 결정된 실제 연소 프로파일 파라미터 값과 연소 프로파일 파라미터 값을 비교한 것을 도시한다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 가능한 변형 실시예 중에서 제한적으로 선택된 실시예일 뿐이라는 점에 유의해야 한다.

본 발명에 따르면, 톱니형 인코더 신호는 크랭크샤프트 위치 센서 및 이 크랭크샤프트에 장착된 톱니형 인코더 휠(특히 60개 내지 2개의 톱니형 인코더 휠)에 의해 검출되고, 이로부터 각 실린더에 대해 대응하는 톱니형 시간 간격이 결정된다.

도 1은 일 실시예에 따라 3개의 톱니형 시간 간격(1, 2A, 2B, 3)에서 톱니형 시간(Zz)(㎲/°)과 크랭크 각도(KW)(°) 사이의 대응 관계를 도시한다. 도시는 3 기통 엔진의 3 회전에 대응한다. 제1 톱니형 시간 간격(1)(또는 크랭크 각도 간격)은 TDC1에서 팽창 단계의 시작 시에, 즉 사이클 n에서 실린더 1의 상사점 점화(0°의 크랭크 각도(KW)에 해당) 시에 시작되고, 후속 (제2) 실린더의 상사점(TDC2)(240°의 크랭크 각도(KW)에 해당)에 도달할 때 종료된다. 그 다음 제2 톱니형 시간 간격이 바로 이어지며, 제2 톱니형 시간 간격은 이 도시에서 사이클 n의 부분(2A)(240° 내지 360°의 크랭크 각도(KW))과, 이전 사이클 n-1의 부분(2B)(-360° 내지 -240°의 크랭크 각도(KW))으로 구성된다. 도 1의 도시에서 제3 톱니형 시간 간격(3)은 제1 톱니형 시간 간격(1) 직전에 있고, 즉 사이클 n-1에서 TDC3(KW = -240°)과 TDC1(KW = 0°) 사이에 있다. 본 3 기통 엔진의 경우 각 실린더 및 각 작업 사이클에 대해 240° 크랭크 각도의 길이와 관련된 톱니형 시간 간격이 존재한다. 톱니형 시간 간격은 엔진이 동작하는 동안 엔진 제어부에서 결정된다.

그런 다음, 실린더의 각 작업 사이클에 할당된 톱니형 시간 간격 동안 푸리에 변환을 수행한다. 변환 결과 기본 주파수(제1 고조파 주파수)의 각 정수배에 대해 진폭 및 위상 정보를 획득한다.

도 2는 도 1의 톱니형 시간 간격에 대해, 보다 구체적으로, 톱니형 시간 간격(3)에 대응하는 톱니형 인코더 신호 부분에 대해 본 발명에 따라 결정된 위상 스펙트럼을 도시한다. 위상값(P1)은 기본 주파수 또는 제1 고조파 주파수에 대응하고, 위상값(P2)은 제2 고조파 주파수에 대응하고, 위상값(P3)은 제3 고조파 주파수에 대응한다.

본 발명에 따르면, 제1 고조파 주파수의 위상 정보, 즉 도 2의 값(P1)은 MBxx 연소 파라미터를 결정하는 데 사용된다. 이 위상 정보 또는 이 위상값은 일반적으로 실린더 i 및 연소 사이클 n에 대해 PHI_{cyl = i_n}으로 표시된다. 원하는 연소 프로파일 파라미터 값, 예를 들어, MFB50은 이제 위상값과 저장된 전달 함수에 기초하여 결정될 수 있다.

정밀도를 향상시키기 위해 오프셋 보정을 먼저 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위해 내연 기관은 연소 없이, 예를 들어, 오버런 단계에서, 거의 일정한 엔진 속도로 동작된다. 그 결과 PHI_cyl _{= i_n}에 대해 실린더별 및 속도 의존 값이 생성되고, 이 값은 아래에서 PHI_{cyl = i_n_motorized}라고 지칭된다.

PHI_cyl _{= i_n_motorized} 값은 크랭크샤프트 신호 검출 및 60개 내지 2개의 톱니형 인코더 휠의 공차로 인해 0과 다르며, 통계적 확산을 나타낸다. 이것은 도 3에 나와 있고, 도 3은 2000 rpm의 엔진 속도에서 실린더 3에 대한 위상값의 측정을 보여준다. (바람직하게는 실린더당 약 100 내지 200 사이클에 걸쳐) 평균값(MW)은 PHI_{cyl = i_n}을 결정할 때의 시스템 에러를 나타낸다. 파선(MW+ 및 MW-)은 대응하는 표준 편차를 나타낸다. 도 3에 도시된 일련의 측정된 위상값은 실린더에 대한 오프셋 보정 값을 본 발명에 따라 결정하는 데 사용될 수 있다.

이 시스템 오프셋 에러에 대해 PHI_cyl _{= i_n} 값을 보정함으로써 본 방법의 정확도가 향상된다. 오프셋 보정 값은 일반적으로 엔진 제어 장치를 통해 구동 사이클당 한번 결정된다. 보정된 위상값은 PHI_cyl _{= i_n_adapted}로 표시되고, 다음과 같이 결정된다:

PHI_cyl _{= i_n_adapted} =

위에서 언급한 전달 함수는 엔진 제어 장치에 저장되고, (각 엔진 유형에 대해) 일반적으로 실험실에서 결정된다. 도 4는 본 발명에 따른 전달 함수, 특히 전달 함수(f_PHI_MBF50)를 결정하기 위해 (실험실에서) 측정된 위상값과 연소 프로파일 파라미터 값의 표현을 보여주며, 이는 결정된 위상 정보로부터 연소 프로파일 파라미터 값(MBF50)을 결정하는 데 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 교정하기 위해, 대표적인 차량이 개선 공정에 사용된다. 대안적으로 구동 트레인 역학이 차량의 역학에 대응하는 것을 보장할 수 있는 경우 엔진 테스트 벤치에서 엔진을 사용할 수도 있다. 엔진의 각 실린더에는 참조 실린더 압력 측정부(예를 들어, 키스틀러(Kistler) 센서)가 장착되어 있다. 참조 MFB50 값은 AVL 인디셋(Indiset)과 같은 상용 색인 시스템을 사용하여 교정 동안 결정된다(MFBxx_{cyl = i_n_Kalib}). 정상 상태의 엔진 상태에서 색인 시스템을 사용하여 실린더당 약 200 연소 사이클을 기록한다. 다시 말해,

MFBxx_cyl _{= i_n_} _Kalib = 실린더 i 및 연소 사이클 n에 대한 인디셋(Indiset)으로부터 참조 MFBxx

MFB_xx_cyl _{= i_n_} _Kalib의 값에 더하여 PHI_cyl _{= i_n}의 값을 교정을 위해 더 기록한다.

교정 공정은 다음의 엔진 상태를 포함한다:

(a) 차량의 추후 동작 동안 변수(MFB_xx)를 검출하기 위한 정상 상태 부하 및 속도 지점.

(b) (a)의 각 부하 지점에 대해 여러 단계의 충전물 희석 상태의 변화량. 응용에 따라,

(i) 외부 냉각 EGR 비율은 EGR = 0%와 최대 가능한 EGR 비율 사이에서 여러 단계로 변하고, 또는

(ii) 균일한 희석 동작에 대해 연소 람다는 람다 = 1부터 시작하여 최대 가능한 람다까지 여러 단계로 변한다.

(c) (a)의 각 부하 지점과 (b)의 각 희석 상태에 대해 점화 각도를 변경함으로써 연소 특성(MFBxx)을 변경한다.

또한, 전술한 바와 같이 교정 동안 각 속도에 대해 드래그 측정을 수행하고, 기록된 데이터에 기초하여 오프셋 보정을 사용하여 PHI_cyl _{= i_n_adapted_} _Kalib 값을 계산한다.

그 다음 단계에서, 기록된 사이클별 및 실린더별 변수(MFBxx_cyl _{= i_n_} _Kalib 및 PHI_{cyl = i_n_adapted_} _Kalib)는 도 4에 도시된 바와 같이 (b) 및 (c)의 측정값에 대해 (a)의 각 부하 지점에 대해 서로에 대하여 도시된다.

선형 전달 함수(f_PHI_MFBxx)는 이제 최소 제곱법을 사용하여 (a)의 각 부하 지점 및 (b) 및 (c)의 관련 변화량에 대해 결정될 수 있다. 도 4에서 f_PHI_MFB50은 실선(f)으로 도시된다.

본 발명에 따르면, 이제 이 전달 함수를 사용하면 (전술한 바와 같이) 결정되고 오프셋 보정된 위상값(PHI_cyl _{= i_n_adapted})에 기초하여 연소 프로파일 파라미터 값(특히 MFB50)을 결정할 수 있다.

따라서, 비용이 증가하는 실린더 내부 압력 센서를 사용하지 않고도 본 발명에 따른 방법을 통해 연소 프로파일 파라미터 값을 정확히 결정할 수 있다.

MFBxx_cyl _{= i_n} = f_PHI_MFBxx (PHI_cyl _{= i_n_adapted}).

사이클 간 확산을 줄이려면 M개의 연소 사이클 수에 걸친 값을 평균화하는 것이 유리하다:

다른 실시예에서, 실린더 내부 압력 센서는 엔진의 단일 실린더 (참조 실린더)에 설치될 수 있다. 변수(MFBxx_Ref _{_n})는 센서의 압력 신호와 엔진 제어부의 연소 프로파일 계산을 사용하여 결정된다. (내부 압력 센서 없이) 참조 실린더와 다른 실린더 모두에 대해 위상값을 결정한 다음, 측정된 참조 변수(MFBxx_{Ref_n})를 사용하여 실린더 내부 압력 센서가 장착되지 않은 각/다른 실린더에 대한 MFBxx_{cyl = i_n}의 결정을 개선할 수 있다.

MFBxx_cyl _{= i_n} = MFBxx_Ref _{_n} + f_PHI_MFBxx (PHI_cyl _{= i_n_adapted}) - f_PHI_MFBxx (PHI_{Ref_n_adapted})

여기에서 평균화를 통해 (사이클 간) 확산을 줄일 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따라 결정된 실제 연소 프로파일 파라미터 값과 연소 프로파일 파라미터 값을 비교한 것을 보여준다. 모든 값이 라인(L) 상에 있거나 이 라인 바로 근처에 있으므로 매우 좋은 일치를 나타낸다.

요약하면, 본 발명은 완전히 실린더 내부 압력 센서 없이 또는 이러한 센서를 하나만 사용하여 연소 프로파일 파라미터 값을 정확히 결정할 수 있다.

1: 톱니형 시간 간격
2A, 2B: 톱니형 시간 간격
3: 톱니형 시간 간격
Zz: 톱니형 시간
KW: 크랭크 각도
TDC1: 상사점
TDC2: 상사점
TDC3: 상사점
P: 위상값
P1: 위상값
P2: 위상값
P3: 위상값
MFBxx: 연소된 xx% 질량 비율, 연료의 연소된 질량 비율
MW: 평균값
MW+: 표준 편차
MW-: 표준 편차
f: 전달 함수
L: 라인

Claims

내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법으로서,
톱니형 인코더 신호를 검출하는 단계;
상기 톱니형 인코더 신호에 기초하여 실린더별 톱니형 시간 간격을 결정하는 단계;
상기 실린더별 톱니형 시간 간격에 대응하는 상기 톱니형 인코더 신호의 일부를 푸리에 변환하는 것에 기초하여 실린더별 위상값을 결정하는 단계; 및
상기 연소 프로파일 파라미터와 상기 위상값 사이의 관계를 나타내는 저장된 전달 함수와 상기 실린더별 위상값에 기초하여 상기 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 단계
를 포함하는, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 실린더별 위상값을 결정하는 단계는 오프셋 보정된 실린더별 위상값을 결정하기 위해 오프셋 보정하는 것을 더 포함하는, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 오프셋 보정하는 것은 오버런 단계 동안 다수의 실린더별 위상값의 평균값을 결정하는 것을 포함하는, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 오프셋 보정된 실린더별 위상값은 결정된 평균 값을 상기 실린더별 위상값으로부터 감산함으로써 결정되는, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연소 프로파일 파라미터 값은 실린더의 복수의 실린더별 위상값의 평균값에 기초하여 결정되는, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연 기관은 실린더 압력 센서를 갖는 참조 실린더를 갖고, 상기 방법은,
상기 참조 실린더에 대한 압력 값을 검출하는 단계;
상기 압력 값에 기초하여 상기 참조 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 단계;
상기 참조 실린더와 다른 실린더 모두에 대해 실린더별 위상값을 결정하는 단계; 및
상기 참조 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값, 상기 참조 실린더에 대한 위상값, 상기 다른 실린더에 대한 위상값, 및 상기 저장된 전달 함수에 기초하여 상기 다른 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값을 결정하는 단계
를 더 포함하는, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 다른 실린더의 위상값에 대한 전달 함수 값과, 상기 참조 실린더의 위상값에 대한 전달 함수 값 사이의 차이를 계산하는 단계를 더 포함하고,
상기 다른 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값은 상기 참조 실린더에 대한 연소 프로파일 파라미터 값과 계산된 차이를 더함으로써 결정되는, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값은 연소된 연료 질량 분율(MFBxx), 특히 MFB50 값인, 내연 기관의 실린더별 연소 프로파일 파라미터 값을 검출하는 방법.
내연 기관용 제어 장치로서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성된 처리 유닛, 및
상기 전달 함수를 저장하는 데이터 메모리
를 포함하는, 제어 장치.
프로세서에 의해 실행될 때, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 설계된, 컴퓨터 프로그램.