KR20230106497A - 연소 엔진 모드를 최적화하는 시스템 및 방법 - Google Patents

연소 엔진 모드를 최적화하는 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230106497A
KR20230106497A KR1020220166029A KR20220166029A KR20230106497A KR 20230106497 A KR20230106497 A KR 20230106497A KR 1020220166029 A KR1020220166029 A KR 1020220166029A KR 20220166029 A KR20220166029 A KR 20220166029A KR 20230106497 A KR20230106497 A KR 20230106497A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
combustion
low
temperature
mode
valve opening
Prior art date
Application number
KR1020220166029A
Other languages
English (en)
Inventor
안토완 자다
하경표
선룽 주
졸닥 필립
홀로웰 제프리
마크 셔얼리
판틴 니콜라스
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Publication of KR20230106497A publication Critical patent/KR20230106497A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • F02D41/3041—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F02D13/0265—Negative valve overlap for temporarily storing residual gas in the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P21/00—Direct use of flames or burners for ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1504—Digital data processing using one central computing unit with particular means during a transient phase, e.g. acceleration, deceleration, gear change
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389—Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0606—Fuel temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

연소 엔진 모드를 최적화하기 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 시스템은 연소 엔진, 연료 공급 시스템, 그리고 연소 엔진 및 연료 공급 시스템에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는 연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 더 따뜻하고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 저온 연소 모드를 선택한다. 저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시키는 지시를 포함한다. 저온 연소 모드의 선택에 응답하여 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 줄여 음의 밸브 오버랩이 생성되도록 배기 밸브가 닫힌 후 흡기 밸브가 지각되어 열리도록 밸브 타이밍을 제어한다. 상기 음의 밸브 오버랩은 연소실에서 연료 온도를 증가시키고 연소실에서 연료의 자동 점화를 유도한다.

Description

연소 엔진 모드를 최적화하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR OPTIMIZING COMBUSTION ENGINE MODE}
본 개시는 일반적으로 내연 기관에 관한 것으로, 보다 구체적으로 다수의 별개의 연소 모드를 사용하는 연소 엔진 모드 최적화에 관한 것이다.
내연 기관은 일반적으로 연소실 내부의 연료를 점화하기 위해 전기 불꽃을 사용한다. 불꽃은 내연 기관이 연료에서 발견되는 화학 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있도록 한다. 그러나 불꽃 점화 엔진은 디젤 엔진에 비해 연소 효율이 낮다. 더욱 문제는 불꽃 점화 엔진의 연소 효율은 디젤 엔진에 비해 저부하 조건에서 더 나쁘다는 것이다. 디젤 엔진은 저부하 조건에서 더 에너지 효율적이지만 디젤 엔진에도 다양한 단점이 있다. 예를 들어, 디젤 압축 점화 엔진은 불꽃 점화 엔진에 비해 높은 NOx 배출을 생성하고 더 많은 그을음을 생성한다. 현재, 두 가지 유형의 내연 기관 모두 에너지 효율과 배기 가스 단점이 있다.
본 개시는 내연 기관 최적화를 위한 방법, 시스템, 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 제조 물품을 제공한다.
하나의 양상에서, 연소 엔진, 연료 공급 시스템, 그리고 연소 엔진 및 연료 공급 시스템에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함하는 시스템이 제공된다. 제어기는 연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 더 따뜻하고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 저온 연소 모드를 선택하도록 구성된다. 저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시키는 지시를 포함한다. 저온 연소 모드의 선택에 응답하여 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 줄여 음의 밸브 오버랩이 생성되도록 배기 밸브가 닫힌 후 흡기 밸브가 지각되어 열리도록 밸브 타이밍을 제어하도록 구성된다. 상기 음의 밸브 오버랩은 연소실에서 연료 온도를 증가시키고 연소실에서 연료의 자동 점화를 유도한다.
일부 변형에서, 상기 음의 밸브 오버랩은 증가된 압축 온도를 유도하는 연소실 내의 연소된 연소 가스를 가두고, 연료의 자동 점화는 지연된 압축 행정에서 유도된다. 부가적으로, 저부하 조건은 미리 설정된 엔진 속도 미만의 엔진 속도 및 미리 설정된 엔진 토크 미만의 엔진 토크를 나타내며, 연료의 자동 점화는 연소실 내 불꽃을 필요로 하지 않는다. 일부 변형에서, 연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 낮고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 불꽃 점화 모드가 선택되고, 불꽃 점화 모드는 연소실에서 연료를 연소시키기 위해 불꽃을 인가하라는 지시를 포함하며, 미리 설정된 온도보다 따뜻한 연소 엔진에 응답하여, 저온 연소 모드가 선택된다. 일부 변형에서, 연소 엔진의 고부하 조건에 응답하여 압축 점화 연소를 위해 연소실로 연료의 직접 분사를 적용하는 지시를 포함하는 확산 화염 모드가 선택되며, 고부하 조건은 미리 설정된 엔진 속도보다 빠른 엔진 속도와 미리 설정된 엔진 토크보다 큰 엔진 토크를 나타낸다.
또한, 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션을 증가시켜 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 줄이고, 상기 확산 화염 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위는 저온 연소 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위보다 더 크다. 일부 변형에서, 확산 화염 모드는 저온 연소 모드에 비해 연소실에 갇힌 공기를 증가시키고, 저온 연소 모드에 비해 연료 점도를 감소시키며, 저온 연소 모드에 비해 연료 분사 무화 및 기화를 증가시킨다.
일부 변형에서, 압축 점화 연소를 위한 직접 분사를 적용하기 위한 지시를 포함하는 확산 화염 모드가 선택되고, 연소 엔진의 저부하 조건에 대응하여 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 오버랩 시간을 줄이기 위한 지시를 포함하는 저온 연소 모드가 선택된다. 일부 변형에서, 저부하 조건 및 미리 설정된 온도보다 낮은 연소 엔진에 기초하여 불꽃 점화 모드를 선택되고, 저온 연소 모드의 선택에 대응하여, 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 오버랩 시간이 감소된다. 일부 변형에서, 저온 연소 모드의 선택에 대응하여 연소실로 유입되는 공기량이 증가되고 직접 분사 시기와 직접 분사량이 조절된다.
현재 주제의 구현은 본 명세서에 제공된 설명과 일치하는 방법 및 하나 이상의 기계(예를 들어, 컴퓨터 등)가 하나 이상의 설명된 특징들을 구현하는 동작을 초래하도록 유형으로 구현된 기계 판독 매체를 포함할 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서에 결합된 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있는 컴퓨터 시스템이 또한 설명된다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 또는 기계 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있는 메모리는 하나 이상의 프로세서로 하여금 본 명세서에 기재된 하나 이상의 동작을 수행하게 하는 하나 이상의 프로그램을 포함, 인코딩, 저장 등을 할 수 있다. 현재 주제의 하나 이상의 구현과 일치하는 컴퓨터 구현 방법은 단일 컴퓨팅 시스템 또는 다중 컴퓨팅 시스템에 상주하는 하나 이상의 데이터 프로세서에 의해 구현될 수 있다.
여기에 설명된 주제의 하나 이상의 변형의 세부 사항은 첨부된 도면 및 아래의 설명에 설명된다. 본 명세서에 기재된 주제의 다른 특징 및 이점은 설명, 도면, 및 청구범위로부터 명백할 것이다. 현재 개시된 주제의 특정 특징이 예시 목적으로 설명되지만, 그러한 특징이 제한하려는 의도가 아님을 쉽게 이해할 수 있다. 본 개시 내용을 따르는 청구 범위는 보호 대상의 범위를 정의하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 낮은 배기관 배출을 유지하면서 상당한 연소 효율 및 차량 연비를 초래할 수 있다. 향상된 연비는 환경에 대한 차량의 부정적인 외부 효과를 제거하고 차량이 동일한 양의 연료로 더 멀리 이동할 수 있도록 한다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
본 명세서의 실시 예는 유사한 참조 번호가 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 나타내는 첨부된 도면과 함께 다음의 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 엔진 속도 및 부하에 따른 엔진의 3가지 작동 모드를 나타내는 그래프의 예를 도시한다.
도 2는 연소실로 공급되는 연료 및 공기를 제어하기 위한 신호 다이어그램의 예를 도시한다.
도 3은 연속 가변 밸브 듀레이션 및 연속 가변 밸브 타이밍을 예시하는 그래프의 예를 도시한다.
도 4는 양의 밸브 오버랩을 예시하는 그래프의 예를 도시한다.
도 5는 음의 밸브 오버랩을 예시하는 그래프의 예를 도시한다.
도 6은 엔진이 하나의 연소 모드에서 다른 연소 모드로 전환할 때 연소 동작의 변화를 나타내는 그래프의 예를 도시한다.
도 7은 엔진이 하나의 연소 모드에서 다른 연소 모드로 전환할 때 연소 동작의 변화를 나타내는 표의 예를 도시한다.
도 8은 상이한 엔진 작동 모드를 선택하는 제어기를 갖는 엔진의 증가된 효율을 예시하는 차트의 예를 도시한다.
도 9는 상이한 엔진 작동 모드를 선택하는 제어기를 갖는 엔진의 증가된 효율을 예시하는 표의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 구현에 일치하는 컴퓨팅 시스템을 예시하는 블록도를 도시한다.
본 명세서에서 사용된 "차량" 또는 "차량의"라는 용어 또는 기타 유사한 용어는 일반적으로 스포츠 유틸리티 차량(SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 보트 및 배를 포함하는 선박, 항공기 등을 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 연소 차량, 플러그-인 하이브리드 전기 차량, 수소 동력 차량 및 기타 대체 연료 차량(예를 들어, 석유 이외의 자원에서 얻어지는 연료)을 포함한다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 하이브리드 차량은 2개 이상의 동력원을 갖는 차량, 예를 들어 가솔린 동력 및 전기 동력 모두를 갖는 차량이다.
비록 예시적인 실시예가 예시적인 절차를 수행하기 위해 복수의 유닛을 사용하는 것으로 설명되지만, 예시적인 절차는 또한 하나 또는 복수의 모듈에 의하여 수행될 수 있음이 이해된다. 또한, 제어기/제어 유닛이라는 용어는 메모리와 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 언급하는 것으로 이해된다. 메모리는 모듈을 저장하도록 구성될 수 있고 프로세서는 아래에서 더 설명되는 하나 이상의 절차를 수행하기 위하여 상기 모듈을 실행하도록 특별히 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 제어 로직은 프로세서, 제어기/제어 유닛 등에 의해 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예는, 이에 한정되지 않지만, 롬(ROM), 램(RAM), 콤팩트 디스크(CD) 롬, 자기 테이프, 플로피 디스크, 플래시 드라이브, 스마트 카드 및 광학 데이터 저장 장치를 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템들에 결합된 네트워크에 분산되어 분산되어 컴퓨터 판독 가능 매체가 텔레매틱스 서버나 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network; CAN) 등에 의하여 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다.
여기에서 사용된 용어는 특정 실시예만을 설명하기 위한 것이고 본 개시를 제한하려는 의도는 아니다. 여기에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는, 문맥 상 명백하게 다르게 지시되지 않는 한, 복수 형태를 또한 포함하는 것을 의도한다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 언급된 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 특정하지만 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것을 더 이해될 것이다. 여기에서 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련되고 열거된 항목들의 임의의 하나 및 모든 조합을 포함한다.
구체적으로 언급되거나 문맥으로부터 명백하지 않는 한, 여기에서 사용된 바와 같이, "약"이라는 용어는 관련 기술에서 통상적인 공차 범위 내, 예를 들어 평균의 2 표준 편차 내로 이해된다. "약"은 언급된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05% 또는 0.01% 내인 것으로 이해될 수 있다. 문맥으로부터 달리 명백하지 않으면, 본 명세서에 제공된 모든 수치 값들은 용어 "약"에 의해 수정된다.
본 개시에 따르면, 연소 모드에 기초하여 내연 기관이 최적화될 수 있다. 연소 모드는 연소 엔진에 통신 가능하게 결합된 제어기에 의해 선택될 수 있다. 제어기는 3개의 연소 모드, 즉 불꽃 점화 모드, 저온 연소 모드 및 확산 화염 모드 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 온도 임계값을 만족시키는 엔진 온도 또는 엔진의 저부하 조건에 기초하여 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 저부하 조건은 엔진 속도가 미리 설정된 엔진 속도보다 낮거나 엔진 토크가 미리 설정된 엔진 토크보다 작은 것을 나타낼 수 있다.
불꽃 점화 모드는 연소실에서 연료를 연소시키기 위해 불꽃을 가하라는 지시를 포함할 수 있다. 불꽃 점화 모드는 미리 설정된 온도보다 낮은 연소 엔진 또는 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 제어기에 의해 선택될 수 있다.
저온 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 증가시키는 지시를 포함할 수 있다. 지연은 연소실에 연소된 연소 가스를 가두어 압축 온도를 높일 수 있다. 높아진 압축 온도는 지연된 압축 행정에서 연료의 자동 점화를 유발할 수 있다. 저온 연소 모드는 연소 엔진의 저부하 조건 및 임계 엔진 온도를 만족하는 엔진 온도에 기초하여 선택될 수 있다.
확산 화염 모드는 압축 점화 연소를 위해 연소실로 연료의 직접 분사를 적용하는 지시를 포함할 수 있다. 확산 화염 모드는 미리 설정된 엔진 속도보다 큰 엔진 속도 또는 미리 설정된 엔진 토크보다 큰 엔진 토크에 기초하여 제어기에 의해 선택될 수 있다. 확산 화염 모드는 저온 연소 모드에 비해 연소실에 갇힌 공기를 증가시킬 수 있다.
연소 모드는 흡기 밸브가 열려 있거나 배기 밸브가 열려 있는 기간을 변경할 수 있다. 연소 모드는 흡기 밸브가 열려 있고 배기 밸브가 열려 있는 동안의 시간의 중첩을 야기할 수 있다. 즉, 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 연장시켜 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션을 시간적으로 중첩할 수 있다. 또한, 연소 모드는 흡기 밸브가 닫히는 시점과 배기 밸브가 열리는 시점 사이에 시간이 중첩되도록 흡기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍과 배기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍을 변경할 수 있다.
대안적으로, 연소 모드는 흡기 밸브가 닫히는 시점과 배기 밸브가 열리는 시점 사이에 시간의 지연을 생성할 수 있다. 즉, 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이에 시간 지연이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시킬 수 있다. 또한, 연소 모드는 흡기 밸브가 닫히는 시점과 배기 밸브가 열리는 시점 사이에 시간의 지연이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍과 배기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍을 변경할 수 있다.
여기에 설명된 방법, 시스템, 장치 및 비일시적 저장 매체는 엔진 상태에 기초하여 엔진 작동 모드를 선택한다. 다양한 실시예는 또한 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 증가 또는 감소시킨다.
도 1은 엔진 속도 및 부하에 따른 엔진의 3가지 작동 모드를 나타내는 그래프의 예를 도시한다. 제어기는 상이한 엔진 작동 모드 중에서 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 연소 엔진에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 제어기는 상이한 엔진 연소 작동 모드와 관련된 명령을 저장하는 메모리에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 제어기는 연료 공급 시스템, 공기 부스트 시스템, 연소실의 흡기 밸브, 연소실의 배기 밸브에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 제어기는 엔진 연소 작동의 변경을 요청하는 데이터 판독값을 전송하도록 구성된 장치에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
제어기는 엔진 속도 센서, 엔진 온도 센서, 및 엔진 토크 센서와 같은 연소 엔진의 다양한 센서에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 엔진 속도 센서는 분당 회전수로 엔진의 속도를 감지하도록 구성될 수 있다. 엔진 온도 센서는 엔진의 온도, 보다 구체적으로 엔진 내의 오일의 온도를 감지하도록 구성될 수 있다. 엔진 토크 센서는 엔진 출력에서 토크를 검출하도록 구성될 수 있다.
제어기는 엔진 속도 센서로부터의 데이터 판독값에 기초하여 엔진 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 미리 설정된 엔진 속도 값보다 작은 엔진 속도 값을 갖는 엔진 속도 센서로부터의 데이터 판독값에 기초하여 저온 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 엔진 온도 센서로부터의 데이터 판독값에 기초하여 엔진 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 미리 설정된 엔진 온도 값보다 작은 엔진 온도 값을 갖는 엔진 온도 센서로부터의 데이터 판독값에 기초하여 불꽃 점화 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 엔진 토크 센서로부터의 데이터 판독값에 기초하여 엔진 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 미리 설정된 엔진 토크 값보다 큰 엔진 토크 센서로부터의 데이터 판독값에 기초하여 확산 화염 모드를 선택하도록 구성될 수 있다.
제어기는 불꽃 점화 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 불꽃 점화 모드는 연소실에서 연료를 연소시키기 위해 불꽃을 인가하라는 지시를 포함할 수 있다. 불꽃 점화 모드는 미리 설정된 온도보다 낮은 연소 엔진에 기초하여 제어기에 의해 선택될 수 있다. 불꽃 점화 모드는 연소 엔진의 저부하 조건과 엔진 온도가 임계 엔진 온도 아래로 떨어지는 것을 기반으로 선택될 수 있습니다. 저부하 조건은 엔진 속도가 미리 설정된 엔진 속도보다 낮거나 엔진 토크가 미리 설정된 엔진 토크보다 작은 것을 나타낼 수 있다.
제어기는 저온 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 증가시키는 지시를 포함할 수 있다. 지연은 연소실에 연소된 연소 가스를 가두어 압축 온도를 높일 수 있다. 높아진 압축 온도는 지연된 압축 행정에서 연료의 자동 점화를 유발할 수 있다. 저온 연소 모드는 연소 엔진의 저부하 조건 및 임계 엔진 온도를 만족하는 엔진 온도에 기초하여 선택될 수 있다. 저부하 조건은 미리 설정된 엔진 속도보다 낮은 엔진 속도 및 미리 설정된 엔진 토크보다 작은 엔진 토크를 나타내며, 연료의 자동 점화는 연소실에서 불꽃을 필요로 하지 않는다.
저온 연소 모드 동안, 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘 또는 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘은 음의 밸브 오버랩이 존재하도록 흡기 및 배기 밸브의 듀레이션 및 타이밍을 조정할 수 있다. 흡기 밸브 닫힘과 배기 밸브 열림 사이에 시간의 지연이 발생하면 음의 밸브 오버랩이 존재한다. 즉, 저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이에 시간 지연이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시킬 수 있다. 또한, 저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍 및 배기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍을 변경하여 흡기 밸브가 닫히는 시점과 배기 밸브가 개방되는 시점 사이에 시간 지연이 존재하도록 할 수 있다.
또한, 제어기는 확산 화염 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 확산 화염 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 감소시키거나 제거하기 위한 지시를 포함할 수 있다. 확산 화염 모드는 저온 연소 모드에 비해 연소실에 갇힌 공기를 증가시킬 수 있다. 확산 화염 모드는 압축 점화 연소를 위해 연소실로 연료의 직접 분사를 적용하는 지시를 포함할 수 있다. 확산 화염 모드는 연소 엔진의 고부하 조건에 기초하여 제어기에 의해 선택될 수 있다. 고부하 조건은 엔진 속도가 미리 설정된 엔진 속도보다 크거나 엔진 토크가 미리 설정된 엔진 토크보다 큰 것을 나타낼 수 있다. 확산 화염 모드는 저온 연소 모드에 비해 연료 점도를 감소시킬 수 있고 저온 연소 모드에 비해 연료 분사 무화(atomization) 및 기화를 증가시킬 수 있다.
확산 화염 모드 동안, 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘 또는 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘은 양의 밸브 오버랩이 존재하도록 흡기 및 배기 밸브의 듀레이션 및 타이밍을 조정할 수 있다. 양의 밸브 오버랩은 흡기 밸브가 열려 있고 배기 밸브가 열려 있는 동안의 시간의 중첩이 존재할 때 존재한다. 즉, 확산 화염 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션이 시간적으로 중첩되도록 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 연장할 수 있다. 또한, 확산 화염 모드는 흡기 밸브가 닫히는 시점과 배기 밸브가 열리는 시점 사이에 시간의 중첩이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍과 배기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍을 변경할 수 있다.
도 2는 연소실로 공급되는 연료 및 공기를 제어하기 위한 신호 다이어그램의 예를 도시한다. 신호 다이어그램은 에어 부스트 시스템, 흡기 관리 시스템, 배기 가스 재순환 시스템, 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘, 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘, 연소실, 연료 공급 시스템, 점화 시스템, 연소 감지 시스템 및 제어기를 매핑한다.
제어기는 에어 부스트 시스템, 흡기 관리 시스템, 배기 가스 재순환 시스템, 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘, 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘, 연소실, 연료 공급 시스템, 점화 시스템, 및 연소 감지 시스템에 통신 가능하게 연결될 수 있어 엔진 연소 모드에 따라 구성 요소에 명령을 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 확산 화염 모드 동안 고압에서 연소실에 연료를 직접 분사하도록 연료 공급 시스템을 작동시키도록 구성될 수 있다.
제어기는 에어 부스트 시스템의 작동을 위한 명령을 에어 부스트 시스템에 전송하도록 구성될 수 있다. 에어 부스트 시스템은 터보차저를 포함할 수 있다. 터보차저는 단일 스테이지 VIC/VNT 터보차저 또는 터보차저의 일부 조합(예를 들어, 듀얼 터보차저 시스템 또는 기계식 또는 전기식 수퍼차저)일 수 있다. 공기 부스트 시스템은 엔진에서 배기를 받고 연소 엔진으로 공급되는 흡기를 증가시킬 수 있다. 제어기는 연소실로 전달되는 공기를 증가시키기 위해 에어 부스트 시스템을 작동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 불꽃 점화 모드에서 저온 연소 모드로 변경할 때 연소실에서 공기 흡입을 증가시키도록 구성될 수 있다.
제어기는 그 작동을 위해 흡기 관리 시스템에 명령을 전송하도록 구성될 수 있다. 흡기 관리 시스템은 압축 챔버로 전달되는 공기의 양을 조정하도록 구성될 수 있다. 압축 챔버로 전달되는 공기가 증가하면 연료 대 공기 혼합물이 더 희박해진다. 흡기 관리 시스템은 이중 과급 공기 히터와 공기 냉각기를 포함할 수 있다. 제어기는 연소실로 전달되는 공기를 증가시키기 위해 흡기 관리 시스템을 작동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 불꽃 점화 모드에서 저온 연소 모드로 변경할 때 연소실에서 공기 흡입을 증가시키도록 구성될 수 있다.
제어기는 그 작동을 위해 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘에 명령을 전송하도록 구성될 수 있다. 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘은 제어기의 지시에 따라 흡기 및 배기 밸브의 듀레이션과 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 흡기 밸브 폐쇄 시점과 배기 밸브 개방 시점 사이에 시간 지연을 생성함으로써 음의 밸브 오버랩을 생성하도록 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘을 작동시키도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이에 시간 지연이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션및 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시키기 위해 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘을 작동시키도록 구성될 수 있다.
추가적으로, 제어기는 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘에 명령을 전송하도록 구성될 수 있다. 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘은 제어기의 지시에 따라 양의 밸브 오버랩이 존재하도록 흡기 및 배기 밸브의 듀레이션 및 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 흡기 밸브가 개방되고 배기 밸브가 개방되는 동안의 시간의 오버랩을 생성함으로써 양의 밸브 오버랩을 생성하기 위해 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘을 작동시키도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션이 시간적으로 중첩되도록 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 연장하도록 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘을 작동시키도록 구성될 수 있다.
또한, 제어기는 그 작동을 위해 연료 공급 시스템에 지시를 전송하도록 구성될 수 있다. 연료 공급 시스템은 연소실에 고압 직접 분사기와 저압 연료 분사기를 포함할 수 있다. 제어기는 연료 공급 시스템에서 연료 공급을 중단하거나 연료 공급 시스템에서 연료 공급을 증가시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 확산 화염 모드 동안 연료 공급을 증가시키도록 고압 직접 분사기를 지시하도록 구성될 수 있다.
제어기는 그 작동을 위해 점화 시스템에 지시를 전송하도록 구성될 수 있다. 점화 시스템은 연소실에서 연료를 점화시키는 불꽃을 발생시키도록 구성될 수 있다. 불꽃은 스파크 플러그, 고에너지 플라즈마 점화기 또는 프리 챔버(pre-chamber) 스파크 플러그로 생성될 수 있다. 제어기는 연소실에서 불꽃을 전달하기 위해 점화 시스템을 작동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 불꽃 점화 모드 동안 연료를 점화하기 위해 스파크 플러그를 작동시키도록 구성될 수 있다.
도 3은 연속 가변 밸브 듀레이션 및 연속 가변 밸브 타이밍을 예시하는 그래프의 예를 도시한다. 흡기 밸브 또는 배기 밸브가 개방되는 동안의 시간이 조정될 수 있다. 예를 들어, 배기 밸브는 다른 연소 모드에 비해 하나의 연소 모드에서 더 오랜 기간 동안 열려 있을 수 있다. 다른 예에서, 흡기 밸브는 다른 연소 모드에 비해 하나의 연소 모드에서 더 짧은 기간 동안 개방될 수 있다. 밸브가 개방되는 동안의 시간을 변경하는 것은 연속 가변 밸브 듀레이션 기능을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 연속 가변 밸브 듀레이션 기능을 통해 제어기는 흡기 밸브가 개방되거나 배기 밸브가 개방되는 동안의 듀레이션을 조정할 수 있다. 연속 가변 밸브 듀레이션은 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘에 의해 작동될 수 있다.
흡기 밸브가 열리거나 배기 밸브가 닫히는 시간이 조정될 수 있다. 예를 들어, 배기 밸브의 폐쇄는 다른 연소 모드에 비해 하나의 연소 모드에서 지연될 수 있다. 다른 예에서, 흡기 밸브의 개방은 다른 연소 모드에 비해 하나의 연소 모드에서 지연될 수 있다. 밸브가 열리고 닫히는 타이밍을 변경하는 것은 연속 가변 밸브 타이밍 기능을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 연속 가변 밸브 타이밍 기능을 통해 제어기는 흡기 밸브가 열리거나 배기 밸브가 열리는 시간을 조정할 수 있다. 연속 가변 밸브 타이밍은 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘에 의해 작동될 수 있다.
연소 엔진은 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘 및 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘을 작동시키는 밸브 트레인 시스템을 가질 수 있다. 상기 메커니즘은 실린더에서 피스톤의 위치와 독립적으로 타이밍 및 듀레이션 프로파일을 실행하도록 구성될 수 있다. 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘은 실린더에서 피스톤의 위치 및 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘과 독립적으로 듀레이션 프로파일을 실행하도록 구성될 수 있다.
도 4는 양의 밸브 오버랩을 예시하는 그래프의 예를 도시한다. 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘 또는 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘은 양의 밸브 오버랩이 존재하도록 흡기 및 배기 밸브의 듀레이션 및 타이밍을 조정할 수 있다. 양의 밸브 오버랩은 흡기 밸브가 열려 있고 배기 밸브가 열려 있는 동안의 시간의 중첩이 존재할 때 존재한다. 즉, 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션이 시간적으로 중첩되도록 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 연장할 수 있다. 또한, 연소 모드는 흡기 밸브가 닫히는 시점과 배기 밸브가 열리는 시점 사이에 시간 중첩이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍과 배기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍을 변경할 수 있다.
도 5는 음의 밸브 오버랩을 예시하는 그래프의 예를 도시한다. 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘 또는 연속 가변 밸브 타이밍 메커니즘은 음의 밸브 오버랩이 존재하도록 흡기 및 배기 밸브의 듀레이션 및 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다. 음의 밸브 오버랩은 흡기 밸브 폐쇄 시점과 배기 밸브 개방 시점 사이에 시간의 지연이 발생할 때 존재한다. 즉, 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이에 시간 지연이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 단축할 수 있다. 또한, 연소 모드는 흡기 밸브가 닫히는 시점과 배기 밸브가 열리는 시점 사이에 시간 지연이 존재하도록 흡기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍과 배기 밸브 개방 듀레이션의 타이밍을 변경할 수 있다.
도 6은 엔진이 하나의 연소 모드에서 다른 연소 모드로 전환할 때 연소 동작의 변화를 나타내는 그래프의 예를 도시한다. 연소 모드의 변경은 정상 스위칭 절차 또는 빠른 스위칭 절차일 수 있다. 101-104의 정상 스위칭 절차는 정상 또는 느린 엔진 과도 에너지 요구율이 엔진에 요구되는 작동 조건에 사용될 수 있다. 이를 통해 엔진은 저온 연소 모드의 연비 및 배기 가스 이점을 더욱 활용할 수 있다. 105-106의 빠른 스위칭 절차는 높은 과도 에너지 요구율이 필요한 작동 조건에 사용할 수 있다. 저장된 다중 연소 모드는 임의의 두 가지 연소 모드를 위한 중첩된 작동 범위를 가질 수 있다. 이를 통해 두 모드 간에 부드러운 모드 전환이 가능하다.
101에서, 제어기는 불꽃 점화 모드에서 저온 연소 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 저온 연소 모드로 전환하는 동안, 스로틀을 열어 연소실로 들어가는 공기를 증가시킬 수 있다. 연소실로 유입되는 증가된 공기는 연료 대 공기 혼합물을 연하게 한다. 추가로, 제어기는 음의 밸브 오버랩을 생성하기 위해 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘을 조정하도록 구성될 수 있다. 음의 밸브 오버랩은 연소실에 갇힌 뜨거운 잔류물과 공기를 증가시킬 수 있다. 이것은 결국 연료 대 공기 혼합물의 온도를 증가시킬 수 있다. 연소열의 약 50%가 방출되는 크랭크 각도를 모니터링하여 분사 개시와 직접 분사량이 조정될 수 있다. 일부 경우에서, 보다 안정적인 저온 연소를 위해 불꽃 점화가 유지될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기는 연소 엔진이 미리 설정된 엔진 온도보다 낮고 연소 엔진의 낮은 부하 조건에 기초하여 불꽃 점화 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 연소실에서 연료를 연소시키기 위해 불꽃을 인가하도록 구성될 수 있다. 시간이 지남에 따라, 연료 연소는 엔진 온도를 높인다. 제어기는 연소 엔진이 미리 설정된 엔진 온도보다 더 따뜻한 것에 응답하여 저온 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 중첩 듀레이션을 감소시키도록 구성될 수 있다. 제어기는 연소실로 유입되는 공기를 증가시키고 직접 분사 타이밍과 직접 분사량을 조절하도록 구성될 수 있다.
102에서, 제어기는 저온 연소 모드에서 확산 화염 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 확산 화염 모드로의 전환 동안, 제어기는 양의 밸브 오버랩을 생성하기 위해 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘을 조정하도록 구성될 수 있다. 양의 밸브 오버랩은 저온 연소 모드와 비교하여 연소실에 갇힌 공기를 증가시킬 수 있다. 확산 화염 모드는 압축 점화 연소를 위해 연소실로 연료의 직접 분사를 적용하는 지시를 포함할 수 있다. 제어기는 흡기 온도, 에어 부스트, 배기 가스 재순환을 조정하고 직접 분사를 증가시키도록 구성될 수 있다. 제어기는 지연된 분사 시작과 함께 다중 연료 분사를 적용하게 연료 공급 시스템에 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기는 연소 엔진의 고부하 조건에 응답하여 압축 점화 연소를 위해 연소실 내로 연료의 직접 분사를 적용하는 지시를 포함하는 확산 화염 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 고부하 조건은 엔진 속도가 미리 설정된 엔진 속도보다 크거나 엔진 토크가 미리 설정된 엔진 토크보다 큰 것을 나타낼 수 있다. 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션을 중첩하기 위해 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 감소시키기 위해 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘을 작동시키도록 구성될 수 있다. 확산 화염 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위는 저온 연소 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위보다 클 수 있다.
103에서, 제어기는 확산 화염 모드에서 저온 연소 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 저온 연소 모드로의 전환 동안, 제어기는 양의 밸브 오버랩을 줄이고 음의 밸브 오버랩을 생성하도록 구성될 수 있다. 음의 밸브 오버랩은 연소실에 갇힌 뜨거운 잔류물과 공기를 증가시킬 수 있다. 이것은 결국 연료 대 공기 혼합물의 온도를 증가시킬 수 있다. 또한, 제어기는 다중 지연 직접 분사에서 저압 연료 분사와 함께 조기 연료 분사로 연료 분사를 조정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 연소 열의 50%가 방출되는 크랭크 각도를 모니터링하여 흡기 온도, 공기 부스트 및 배기 가스 재순환을 조정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기는 연소 엔진의 저부하 조건에 응답하여 저온 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 확산 화염 모드에 이어 저온 연소 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 중첩 듀레이션을 감소시키기 위해 연속 가변 밸브 듀레이션 메커니즘을 작동시키도록 구성될 수 있다.
104에서, 제어기는 저온 연소 모드에서 불꽃 점화 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 불꽃 점화 모드로의 전환 동안, 제어기는 음의 밸브 오버랩을 줄이고 양의 밸브 오버랩을 생성하도록 구성될 수 있다. 제어기는 지연된 타이밍으로 불꽃을 생성하도록 점화 시스템을 작동하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 제어기는 요구된 토크를 유지하면서 연소열의 약 50%가 방출되는 크랭크 각도를 모니터링하여 안정적인 연소가 가능하도록 스로틀, 연료 분사 타이밍, 불꽃 타이밍, 흡기 온도, 배기 가스 재순환을 조절하도록 구성될 수 있다.
105에서, 제어기는 불꽃 점화 모드에서 확산 화염 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 확산 화염 모드로 전환하는 동안, 제어기는 연소실로 더 많은 공기가 흐르도록 스로틀을 열도록 구성될 수 있다. 제어기는 또한 에어 부스트, 흡기 온도, 및 연료 분사량 및 조기 저압 분사에서 지연된 고압 분사로의 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다. 이것은 연소열의 약 50%가 방출되는 크랭크 각도를 모니터링하여 성층화된 연료 분배 및 자동 점화가 발생하게 한다. 제어기는 점화 시스템을 작동하여 불꽃 타이밍을 줄이고 제어기가 불꽃이 연소열의 약 50%가 방출된 크랭크 각도에 영향을 미치지 않는다고 결정한 것에 응답하여 불꽃을 끄도록 구성될 수 있다.
106에서, 제어기는 확산 화염 모드에서 불꽃 점화 모드로 전환하도록 구성될 수 있다. 불꽃 점화 모드로의 전환 동안, 제어기는 연소실로 흐르는 공기를 수정하기 위해 스로틀을 조정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 지연된 타이밍으로 불꽃을 생성하도록 점화 시스템에 지시하도록 구성될 수 있다. 제어기는 연소열의 50%가 방출되는 크랭크 각도를 모니터링하여 불꽃 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 지연된 연료 분사에서 조기 연료 분사로 전환하도록 연료 분사 시스템을 작동하도록 구성될 수 있다.
도 7은 엔진이 하나의 연소 모드에서 다른 연소 모드로 전환할 때 연소 동작의 변화를 나타내는 표의 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 불꽃 점화 모드에서 음의 밸브 오버랩을 가진 저온 연소 모드로 전환할 때, 스로틀은 연료 대 공기 혼합물을 희박하게 하도록 개방되는 반면, 밸브 오버랩을 양의 밸브 오버랩에서 음의 밸브 오버랩으로 감소시켜 이전 연소 사이클의 실린더 내 고온 잔류물을 가두는 것을 증가시킨다. 제어기는 요구 토크를 유지하면서 연소열의 약 50%가 방출되는 크랭크 각도를 모니터링하여 안정적인 연소를 보장하기 위해 분사 타이밍 및 분사량, 부스트, 흡기 온도, 음의 밸브 오버랩을 조정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 저온 연소 모드에서 확산 화염 모드로 전환할 때, 제어기는 갇힌 공기를 증가시키기 위해 음의 밸브 오버랩에서 양의 밸브 오버랩으로 밸브 오버랩을 조정하도록 구성될 수 있다. 제어기는 흡기 온도, 공기 부스트, 배기 가스 재순환을 조정하고 직접 분사를 늘리며 지연된 타이밍으로 다중 분사를 사용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 확산 화염 모드에서 저온 연소 모드로 전환할 때, 고압 다중 지연 직접 분사로부터 저 연료 분사압의 조기 연료 분사로 연료 분사를 조정하는 반면, 실린더내 고온 잔류물 및 혼합물 온도를 증가시키기 위해 양의 밸브 오버랩에서 음의 밸브 오버랩으로 밸브 오버랩을 감소시킨다. 상기 제어기는 요구 토크를 유지하면서 연소열의 약 50%가 방출되는 크랭크 각도를 모니터링하여 안정적인 연소를 위해 흡기 온도, 부스트 및 배기 가스 재순환을 조절하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 저온 연소 모드에서 불꽃 점화 모드로 전환할 때, 제어기는 밸브 오버랩을 음의 밸브 오버랩에서 양의 밸브 오버랩으로 증가시키는 반면 지연된 타이밍으로 불꽃 시작을 수행하도록 구성될 수 있다. 상기 제어기는 요구 토크를 유지하는 반면 연소열의 약 50%가 연소되는 크랭크 각도를 모니터링하여 안정적인 연소가 되도록 스로틀, 연료 분사 시기, 불꽃 타이밍, 흡기 온도, 배기 가스 재순환을 조정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 불꽃 점화 모드에서 확산 화염 모드로 전환할 때, 제어기는 스로틀을 개방하도록 구성될 수 있다. 제어기는 또한 부스트, 흡기 온도, 연료 분사량 및 조기 저압 분사에서 고압 다중 지연 분사로의 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다. 이것은 성층화된 연료 분배 및 자동 점화를 생성할 수 있다. 제어기는 불꽃 타이밍을 늦추고 불꽃 점화가 연소에 영향을 미치지 않을 때 불꽃 점화를 끄도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 불꽃 점화 모드에서 확산 화염 모드로 전환할 때, 제어기는 스로틀 및 부스트를 조정하도록 구성될 수 있다. 또한, 제어기는 지연된 타이밍으로 불꽃을 시작하도록 구성될 수 있다. 제어기는 연소 단계를 모니터링하고 지연된 연료 분사가 꺼질 때까지 연료 분사를 지연된 연료 분사에서 조기 연료 분사로 변경하는 반면 불꽃 타이밍을 조정하도록 구성될 수 있다.
도 8은 상이한 엔진 작동 모드를 선택하는 제어기를 갖는 엔진의 증가된 효율을 예시하는 차트의 예를 도시한다. 제어기가 상이한 연소 모드들 중에서 선택하면 엔진 효율이 증가할 수 있다. 예를 들어, 엔진 효율은 기존 가솔린 불꽃 점화 엔진에 비해 약 15% 증가할 수 있다. 도시된 바와 같이, 종래의 가솔린 불꽃 점화 엔진과 비교하여 제어기가 상이한 연소 모드들 중에서 선택함에 따라 브레이크 열 효율이 증가할 수 있다. 기존 가솔린 불꽃 점화 엔진과 비교하여 이산화탄소와 그을음 배출은 제어기가 상이한 연소 모드들 중에서 선택함에 따라 감소할 수 있다.
도 9는 엔진 속도 및 엔진 부하에 기초하여 상이한 엔진 작동 모드를 선택하는 제어기를 갖는 엔진의 증가된 효율을 예시하는 표의 예를 도시한다. 제어기가 상이한 연소 모드들 중에서 선택하면 엔진 효율이 증가할 수 있다. 예를 들어, 엔진 효율은 기존 가솔린 불꽃 점화 엔진에 비해 약 15% 증가할 수 있다. 도시된 바와 같이, 종래의 가솔린 불꽃 점화 엔진과 비교하여 제어기가 상이한 연소 모드들 중에서 선택함에 따라 브레이크 열 효율이 증가할 수 있다. 기존 가솔린 불꽃 점화 엔진과 비교하여 이산화탄소와 그을음 배출은 제어기가 상이한 연소 모드들 중에서 선택함에 따라 감소할 수 있다.
도 10은 본 개시의 구현에 일치하는 컴퓨팅 시스템(1000)을 예시하는 블록도를 도시한다. 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 시스템(1000)은 상이한 연소 모드들 사이에서 선택하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(1000)은 사용자 장비, 개인용 컴퓨터 또는 모바일 장치로 구현될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 시스템(1000)은 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장 장치(1030), 및 입/출력 장치(1040)를 포함할 수 있다. 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장 장치(1030), 및 입/출력 장치(1040)는 시스템 버스(1050)를 통해 상호 연결될 수 있다. 프로세서(1010)는 컴퓨팅 시스템(1000) 내에서 실행하기 위한 명령을 처리할 수 있다. 이러한 실행된 명령은, 예를 들어 클라우드 간 코드 검출(cross-cloud code detection)의 하나 이상의 구성요소를 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(1010)는 단일 스레드 프로세서(single-threaded processor)일 수 있다. 대안적으로, 프로세서(1010)는 다중 스레드 프로세서(multi-threaded processor)일 수 있다. 프로세서(1010)는 메모리(1020) 및/또는 저장 장치(1030)에 저장된 명령을 처리하여 입/출력 장치(1040)를 통해 제공되는 사용자 인터페이스를 위한 그래픽 정보를 표시할 수 있다.
메모리(1020)는 컴퓨팅 시스템(1000) 내에 정보를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 메모리(1020)는, 예를 들어 구성 객체 데이터베이스를 나타내는 데이터 구조를 저장할 수 있다. 저장 장치(1030)는 컴퓨팅 시스템(1000)을 위한 영구 저장 장치를 제공할 수 있다. 저장 장치(1030)는 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 테이프 장치, 또는 다른 적절한 영구 저장 수단일 수 있다. 입/출력 장치(1040)는 컴퓨팅 시스템(1000)을 위한 입/출력 동작을 제공한다. 일부 예시적인 실시예에서, 입/출력 장치(1040)는 키보드 및/또는 포인팅 장치를 포함한다. 다양한 구현들에서, 입/출력 장치(1040)는 그래픽 사용자 인터페이스들을 디스플레이하기 위한 디스플레이 유닛을 포함한다.
일부 실시예에 따르면, 입/출력 장치(1040)는 네트워크 장치를 위한 입/출력 동작을 제공할 수 있다. 예를 들어, 입/출력 장치(1040)는 이더넷 포트 또는 다른 네트워킹 포트를 포함하여 하나 이상의 유선 및/또는 무선 네트워크(예를 들어, LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), 인터넷, PLMN(Public Land Mobile Network) 등)와 통신할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(1000)은 다양한 형식의 데이터의 구성, 분석 및/또는 저장에 사용될 수 있는 다양한 대화형 컴퓨터 소프트웨어 애플리케이션을 실행하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 컴퓨팅 시스템(1000)은 임의의 유형의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하는 데 사용될 수 있다. 이러한 애플리케이션은 다양한 기능, 예를 들어 계획 기능(예를 들어, 스프레드시트 문서, 워드 프로세싱 문서, 및/또는 기타 개체의 생성, 관리, 편집 등), 컴퓨팅 기능, 통신 기능 등을 수행하는 데 사용할 수 있다. 애플리케이션은 다양한 추가 기능을 포함하거나 독립 실행형 컴퓨팅 항목 및/또는 기능일 수 있습니다. 애플리케이션 내에서 활성화되면, 기능을 사용하여 입력/출력 장치(1040)를 통해 제공되는 사용자 인터페이스를 생성할 수 있다. 사용자 인터페이스는 컴퓨팅 시스템(1000)(예를 들어, 컴퓨터 스크린 모니터 등)에 의하여 생성되고 제시될 수 있다.
여기에 제시된 기술적 이점은 낮은 배기관 배출을 유지하면서 상당한 연소 효율 및 차량 연비를 초래할 수 있다. 향상된 연비는 환경에 대한 차량의 부정적인 외부 효과를 제거하고 차량이 동일한 양의 연료로 더 멀리 이동할 수 있도록 한다.
본 개시의 많은 특징 및 이점은 상세한 설명으로부터 명백하고, 이에 따라 본 개시의 진정한 사상 및 범위 내에 속하는 본 개시의 이러한 모든 특징 및 이점을 포함하는 것이 첨부된 청구범위에 의해 의도된다. 또한, 수많은 수정 및 변형이 당업자에게 용이하게 일어날 수 있으므로, 본 개시를 예시되고 설명된 정확한 구성 및 작동으로 제한하는 것은 바람직하지 않으며, 이에 따라 모든 적합한 수정 및 균등물이 본 개시의 범위 내에 포함되는 것으로 해석된다.

Claims (20)

  1. 흡기 밸브 및 배기 밸브를 구비한 연소실을 갖는 연소 엔진;
    연료 공급 시스템; 그리고
    연소 엔진 및 연료 공급 시스템에 통신 가능하게 결합된 제어기;
    를 포함하며,
    상기 제어기는 연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 더 따뜻하고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 저온 연소 모드를 선택하도록 구성되고, 저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시키는 지시를 포함하며,
    저온 연소 모드의 선택에 응답하여 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 줄여 음의 밸브 오버랩이 생성되도록 배기 밸브가 닫힌 후 흡기 밸브가 지각되어 열리도록 밸브 타이밍을 제어하도록 구성되고,
    상기 음의 밸브 오버랩은 연소실에서 연료 온도를 증가시키고 연소실에서 연료의 자동 점화를 유도하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음의 밸브 오버랩은 증가된 압축 온도를 유도하는 연소실 내의 연소된 연소 가스를 가두고, 연료의 자동 점화는 지연된 압축 행정에서 유도되는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    저부하 조건은 미리 설정된 엔진 속도 미만의 엔진 속도 및 미리 설정된 엔진 토크 미만의 엔진 토크를 나타내며, 연료의 자동 점화는 연소실 내 불꽃을 필요로 하지 않는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 낮고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 불꽃 점화 모드를 선택하도록 구성되고, 불꽃 점화 모드는 연소실에서 연료를 연소시키기 위해 불꽃을 인가하라는 지시를 포함하고,
    미리 설정된 온도보다 따뜻한 연소 엔진에 응답하여, 상기 제어기는 저온 연소 모드를 선택하도록 구성된 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 연소 엔진의 고부하 조건에 응답하여 압축 점화 연소를 위해 연소실로 연료의 직접 분사를 적용하는 지시를 포함하는 확산 화염 모드를 선택하도록 구성되고, 고부하 조건은 미리 설정된 엔진 속도보다 빠른 엔진 속도와 미리 설정된 엔진 토크보다 큰 엔진 토크를 나타내는 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지시는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션을 증가시켜 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 줄이는 것을 더 포함하고,
    상기 확산 화염 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위는 저온 연소 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위보다 더 큰 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    확산 화염 모드는 저온 연소 모드에 비해 연소실에 갇힌 공기를 증가시키고, 저온 연소 모드에 비해 연료 점도를 감소시키며, 저온 연소 모드에 비해 연료 분사 무화 및 기화를 증가시키는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 압축 점화 연소를 위한 직접 분사를 적용하기 위한 지시를 포함하는 확산 화염 모드를 선택하도록 구성되고,
    연소 엔진의 저부하 조건에 대응하여, 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 오버랩 시간을 줄이기 위한 지시를 포함하는 저온 연소 모드를 선택하도록 구성된 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 저부하 조건 및 미리 설정된 온도보다 낮은 연소 엔진에 기초하여 불꽃 점화 모드를 선택하도록 구성되고,
    저온 연소 모드의 선택에 대응하여, 제어기는 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 오버랩 시간을 감소시키도록 구성된 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는 저온 연소 모드의 선택에 대응하여 연소실로 유입되는 공기량을 증가시키고 직접 분사 시기와 직접 분사량을 조절하도록 구성된 시스템.
  11. 프로세서에 의해 실행될 때
    연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 더 따뜻하고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 저온 연소 모드를 선택하고; 그리고
    저온 연소 모드를 선택하는 것에 응답하여 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 줄여 음의 밸브 오버랩이 생성되도록 배기 밸브가 닫힌 후 흡기 밸브가 지각되어 열리도록 밸브 타이밍의 제어를
    포함하는 동작을 상기 프로세서가 수행하게 하는 지시를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서,
    저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시키는 지시를 포함하고,
    상기 음의 밸브 오버랩은 연소실에서 연료 온도를 증가시키고 연소실에서 연료의 자동 점화를 유도하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 음의 밸브 오버랩은 증가된 압축 온도를 유도하는 연소실 내의 연소된 연소 가스를 가두고, 연료의 자동 점화는 지연된 압축 행정에서 유도되는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  13. 제11항에 있어서,
    저부하 조건은 미리 설정된 엔진 속도 미만의 엔진 속도 및 미리 설정된 엔진 토크 미만의 엔진 토크를 나타내며, 연료의 자동 점화는 연소실 내 불꽃을 필요로 하지 않는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 동작은
    연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 낮고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 불꽃 점화 모드를 선택하고,
    미리 설정된 온도보다 따뜻한 연소 엔진에 응답하여, 저온 연소 모드의 선택
    을 더 포함하고,
    불꽃 점화 모드는 연소실에서 연료를 연소시키기 위해 불꽃을 인가하라는 지시를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 동작은 연소 엔진의 고부하 조건에 응답하여 압축 점화 연소를 위해 연소실로 연료의 직접 분사를 적용하는 지시를 포함하는 확산 화염 모드의 선택을 더 포함하고,
    고부하 조건은 미리 설정된 엔진 속도보다 빠른 엔진 속도와 미리 설정된 엔진 토크보다 큰 엔진 토크를 나타내는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 지시는 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션을 증가시켜 흡기 밸브 개방 듀레이션과 배기 밸브 개방 듀레이션 사이의 지연을 줄이는 것을 더 포함하고,
    상기 확산 화염 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위는 저온 연소 모드에서 흡기 밸브 변위 및 배기 밸브 변위보다 더 큰 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  17. 제15항에 있어서,
    확산 화염 모드는 저온 연소 모드에 비해 연소실에 갇힌 공기를 증가시키고, 저온 연소 모드에 비해 연료 점도를 감소시키며, 저온 연소 모드에 비해 연료 분사 무화 및 기화를 증가시키는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 동작은,
    압축 점화 연소를 위한 직접 분사를 적용하기 위한 지시를 포함하는 확산 화염 모드를 선택하고;
    연소 엔진의 저부하 조건에 대응하여, 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 오버랩 시간을 줄이기 위한 지시를 포함하는 저온 연소 모드의 선택
    을 더 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 동작은,
    저부하 조건 및 미리 설정된 온도보다 낮은 연소 엔진에 기초하여 불꽃 점화 모드를 선택하고;
    저온 연소 모드의 선택에 응답하여, 흡기 밸브 개방 듀레이션이 배기 밸브 개방 듀레이션과 중첩되는 오버랩 시간의 감소
    를 더 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  20. 연소 엔진이 미리 설정된 온도보다 더 따뜻하고 연소 엔진의 저부하 조건에 기초하여 저온 연소 모드를 선택하는 단계; 그리고
    저온 연소 모드를 선택하는 것에 응답하여 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 줄여 음의 밸브 오버랩이 생성되도록 배기 밸브가 닫힌 후 흡기 밸브가 지각되어 열리도록 밸브 타이밍을 제어하는 단계;
    를 포함하며,
    저온 연소 모드는 흡기 밸브 개방 듀레이션 및 배기 밸브 개방 듀레이션을 감소시키는 지시를 포함하고,
    상기 음의 밸브 오버랩은 연소실 내의 잔류 가스 온도를 증가시키고 연소실 내의 연료의 자동 점화를 유도하는 방법.
KR1020220166029A 2022-01-05 2022-12-01 연소 엔진 모드를 최적화하는 시스템 및 방법 KR20230106497A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/569,068 US11459995B1 (en) 2022-01-05 2022-01-05 Combustion engine mode optimization
US17/569,068 2022-01-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230106497A true KR20230106497A (ko) 2023-07-13

Family

ID=83451086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220166029A KR20230106497A (ko) 2022-01-05 2022-12-01 연소 엔진 모드를 최적화하는 시스템 및 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11459995B1 (ko)
KR (1) KR20230106497A (ko)
CN (1) CN116447027A (ko)
DE (1) DE102022203606A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11959435B1 (en) * 2022-10-27 2024-04-16 Saudi Arabian Oil Company Turbulent jet controlled compression ignition (TJCCI) engine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532828A (ja) 2000-05-08 2003-11-05 カミンス インコーポレイテッド 点火後噴射を用いてｐｃｃｉモードで動作可能な内燃機関及び動作方法
US7240659B2 (en) 2005-09-21 2007-07-10 Ford Global Technologies, Llc Transition strategy for engine operation with spark ignition and homogeneous charge compression ignition modes
US7481185B1 (en) 2007-08-14 2009-01-27 Robert Bosch Gmbh Multi-mode 2-stroke/4-stroke internal combustion engine
US8955492B2 (en) 2010-05-24 2015-02-17 GM Global Technology Operations LLC Control strategy for transitions between homogeneous-charge compression-ignition and spark-ignition combustion modes
EP3240949B1 (en) 2014-12-30 2022-02-09 Robert Bosch GmbH Multi-mode advanced combustion engine with supervisory control
KR102371250B1 (ko) 2017-12-12 2022-03-04 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022203606A1 (de) 2023-07-06
CN116447027A (zh) 2023-07-18
US11459995B1 (en) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Martins et al. Full-load Miller cycle with ethanol and EGR: Potential benefits and challenges
US7769525B2 (en) Apparatus and method for controlling a homogeneous charge compression-ignited internal-combustion engine
US6636797B2 (en) Enhanced multiple injection for auto-ignition in internal combustion engines
US10774773B2 (en) Autonomous operation of electronically controlled internal combustion engines on a variety of fuels and/or other variabilities using ion current and/or other combustion sensors
Teodosio et al. Combined effects of valve strategies, compression ratio, water injection, and cooled EGR on the fuel consumption of a small turbocharged VVA spark-ignition engine
Wheeler et al. Increasing EGR Tolerance using High Tumble in a Modern GTDI Engine for Improved Low-Speed Performance
US9528426B2 (en) Method of estimating duration of auto-ignition phase in a spark-assisted compression ignition operation
Schnorbus et al. Diesel combustion control with closed-loop control of the injection strategy
JP2007224908A (ja) 内燃機関の運転方法
KR101509955B1 (ko) 혼합 연소 모드를 갖는 엔진의 연소 제어 방법 및 장치
KR102390779B1 (ko) 내연 기관에서의 자동 점화 제어
KR20230106497A (ko) 연소 엔진 모드를 최적화하는 시스템 및 방법
JP2004360683A (ja) 予混合圧縮着火の負荷範囲を拡大する方法、ならびに、通常は４ストロークｈｃｃｉエンジンサイクルで動作する内燃機関において高負荷２ストロークｈｃｃｉエンジンサイクルを実現するシステム及び方法
Kulzer et al. Multi-mode combustion strategies with CAI for a GDI engine
US9175612B2 (en) Method and apparatus for controlling combustion of engine having mixed combustion mode
Wilhelmsson et al. Operation strategy of a dual fuel HCCI engine with VGT
Luigi et al. Development of a virtual calibration methodology for a downsized SI engine by using advanced valve strategies
JP5086071B2 (ja) Ｈｃｃｉ燃焼の範囲を拡張するために燃料供給マップを選択的に使用することによりディーゼルエンジンに燃料供給する方式
Yap et al. residual gas trapping for natural gas HCCI
Makkapati et al. Boosted HCCI-Experimental Observations in a Single Cylinder Engine
Raman et al. Parametric Study to Optimize Gasoline Compression Ignition Operation under Medium Load-Conditions
Sahara et al. Development of model-based combustion control to ensure robustness of emissions, fuel consumption and noise performances in new generation diesel engine
Ogata Investigation of a Detecting Technology of Combustion Conditions Using the Ion-Current Sensor
KR100783925B1 (ko) 차량 엔진의 ｃａｉ 전환 제어 방법
WO2017203798A1 (ja) 内燃機関制御装置