KR20030071753A - 엔진 작동 방법, 컴퓨터 프로그램 및 엔진 작동을 위한제어 및/또는 조정 장치 - Google Patents

Abstract

특히 차량용 엔진 작동 방법에서, 연료는 적어도 하나의 연소실로 직접 분사된다. 또한, 공기는 흡기관(14)을 통해 연소실(12)로 공급된다. 분사 및 공급은 공기와 연료의 혼합기가 연소실(12) 내에서 성층되도록, 적어도 시간적으로 수행된다. 또한, 엔진(10)에 대한 특정 온도(tmot)가 측정된다. 엔진(10)의 모든 온도 영역에서 엔진(10)의 최적의 작동 특성이 보장되도록, 흡기관(14) 내의 압력(pss)이 측정된 온도(tmot)에 따라 변경된다.

Description

엔진 작동 방법, 컴퓨터 프로그램 및 엔진 작동을 위한 제어 및/또는 조정 장치 {METHOD, COMPUTER PROGRAM AND CONTROL DEVICE AND/OR REGULATING DEVICE FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

상기 유형의 방법은 공지되어 있으며, 통상적으로 BDE-성층 작동으로 표시된다(BDE = 연료 직접 분사식). 상기 방법에서, 확실한 점화가 보장되도록 혼합기는 엔진의 연소실 내에 배치된 점화 플러그 영역에서 축적된다. 그 외의 연소실 내의 연소는 평균적으로 상당히 희박한 혼합기, 즉 확실한 공기 과잉으로 발생된다. 연소실 내에는 상이한 연료 공기 비율을 갖는 층이 형성된다.

그러나, 공지된 방법에서 엔진의 냉각 시에 성층 작동에서 작동 상태는 워밍업된 엔진과는 상당한 차이가 있으며 항상 최적이 되는 것은 아니다.

본 발명은, 공기와 연료 혼합기가 연소실 내에서 성층되도록, 연료가 적어도 하나의 연소실 내로 적어도 시간적으로 직접 분사되며, 공기가 흡기관을 통해 연소실 내로 적어도 시간적으로 공급되며, 엔진에 대한 특정 온도가 결정되는, 특히 차량용 엔진 작동 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명된다.

도1은 엔진의 블록 회로도이다.

도2는 도1의 엔진 작동 방법의 개략적인 흐름도이다.

본 발명의 목적은 성층 작동에서 엔진의 작동 상태가 엔진의 냉각 및 워밍업상태에서 최적이 되게 하는 것이다.

이러한 목적은 서두에 언급된 방법에서 흡기관 내의 압력이 검출된 온도에 따라 변경됨으로써 달성된다.

성층 작동으로 작동되는, 온도에 따른 주행 특성에 대한 기본적인 원인은 연소실 내의 연료의 기화에 있다. 연료가 신속하고 양호하게 기화되며, 연료 기포가 작으면 작을수록, 연소는 일정하게 수행된다.

그러나, 연료의 기화 특성은 특히 온도에 따른다. 엔진의 온도가 낮을 때, 흡입되어 연소실 내에 있는 공기는 비교적 차며, 이는 연료가 최적으로 기화되는 것을 방해한다. 반대로, 워밍업된 엔진에서 공기는 비교적 따뜻하며, 이는 연료의 기화를 촉진시킨다.

본 발명에 따르면, 연료의 기화는 온도에 따를뿐만 아니라, 흡입된 공기의 압력에도 따른다. 압력이 작을 때, 특히 엔진 온도가 낮을 때 분사된 연료의 개선된 기화가 달성된다. 반대로, 엔진의 높은 특정 온도에서, 엔진의 작동 상태가 악화되지 않으며 흡기관 내에는 높은 압력이 허용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 흡기관 내의 압력을 검출된 온도에 따라 변경하며, 즉, 엔진의 각각의 온도 영역 내에 연료의 최적의 기화를 위해 요구되는 흡기관 내의 압력을 제공하는 것을 가능케 한다.

본 발명에 따른 방법을 통해, 특히 냉각된 작동 상태에서 엔진의 작동 정숙이 개선된다. 또한, 적은 유해 물질이 방출된다. 추가로, 1차 촉매 컨버터의 가열을 위해 바람직한 높은 배기 가스 온도가 형성된다. 성층 작동에서 교축됨 대신에, 흡입 압력이 균질 작동에서 보다 항상 높다. 특히, 이를 통해 연료가 절약될 수 있다.

본 발명의 바람직한 개선은 종속 청구항에 설명된다.

엔진에 대한 특정 온도를 측정하기 위해서는 특히 엔진 작동 중에 엔진을 관통하는 또는 엔진과 나란히 안내되는 유체가 적절하다. 따라서, 엔진의 작동 중에 가열된 액체, 특히 냉각수 및/또는 냉각 공기 및/또는 오일의 온도가 측정되는 본 발명에 따른 방법은 바람직하다. 이러한 액체의 온도는 비교적 값이 싼 센서에 의해 검출될 수 있다. 또한, 상기 액체는 엔진, 즉, 엔진 블록의 온도 변경에 대해 비교적 신속히 반응하기 때문에, 엔진의 실제 작동 상태가 별다른 지연없이 측정될 수 있다.

본 발명의 구성에서, 측정된 온도가 한계값과 비교되어, 한계값 이하이면 흡기관 내의 압력이 감소되는 것이 제안된다. 이러한 본 발명에 따른 방법을 통해, 예를 들어, 엔진의 시동 직후에 엔진의 특정 온도가 비교적 낮다면, 성층 작동에서의 작동 상태가 개선된다.

본 발명에 따르면, 유사한 방법으로 온도가 한계값과 비교되어, 한계값 이상이면 흡기관 내의 압력이 증가되는 것이 제안된다. 이를 통해, 연료 직접 분사에 의한 엔진 작동에서 달성될 수 있는, 예를 들어 최소 연료 소비 및 적은 유해 물질 방출과 같은 장점들이 최대화될 수 있도록, 엔진이 정상 작동 온도에 도달하면, 교축되지 않는 것이 보장된다.

흡기관 내의 압력 변경은 바람직하게는 적어도 하나의 흡기관 영역의 단면변경을 통해, 특히, 스로틀 밸브의 각도 변경을 통해 달성된다. 여기에서, 통상적이며 간단한 방식으로 흡기관 내의 압력을 변경하는 것이 중요하다. 그러나, 경우에 따라서, 소정의 압력에 따라 상이한 길이 및/또는 직경을 갖는 흡기관이 연소실과 연결되는 밸브가 제공될 수 있다.

많은 엔진에서, 흡기관 내의 압력은 자체적으로 엔진 작동을 위해 관련된 변수일 뿐만 아니라 다른 작용 변수에도 따를 수도 있다. 따라서, 예를 들어 흡기관에 의해 제공되어야 하는, 차량의 브레이크 부스터가 저압으로 작동된다.

따라서, 제동을 위해 요구되는 저압이 실제로 제공될 수 있도록, 엔진의 최적의 작동 상태를 위해 자체적으로 필요할 수도 있는 흡기관 내의 압력이 소정의 값으로 감소되는 것이 요구될 수 있다. 따라서, 상기 방법에서 흡기관 내의 압력은 추가적으로 다른 작용 변수에 따라, 특히 제동 저압 조절에 대한 압력 사전 설정값에 따라 변경되며, 더욱이 각각의 가장 작은 압력이 설정되도록 변경된다.

한계값을 기초로 하는 압력 변경에 추가로 또는 대신에 압력 변경은 특성 곡선에 따라 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 구성에서, 흡기관 내의 압력이 온도 및 상대적인 연료량으로 구성된 특성 곡선에 따라 변경되는 것이 제안된다. 본 발명에 따른 방법의 구성은 엔진의 작동 상태가 엔진의 특정 온도뿐만 아니라, 사용자의 출력 또는 토크 모멘트 요구에 상응하여 연소실 내로 분사되는 상대적인 연료량에도 따른다는 지식을 기초로 한다. 분사된 연료의 바람직하지 못한 기화 작용은 분사된 연료량이 많을 때보다 분사된 연료량이 적을 때 더 확실하다. 상응하는 특성 영역이 고려된다. 경우에 따라서, 특성 영역은 가속 페달 및/또는 엔진의 크랭크축의 토크를 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명은, 상술된 방법이 컴퓨터 상에서 실행될 경우, 상기 방법을 실행하기에 적합한 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 상기 컴퓨터 프로그램이 메모리, 특히 플래시 메모리에 저장되면 특히 바람직하다.

본 발명은 공기와 연료의 혼합기가 연소실 내에 형성될 수 있도록, 연료가 적어도 하나의 연소실 내로 적어도 시간적으로 직접 분사되며, 공기가 흡기관을 통해 연소실로 적어도 시간적으로 공급되며, 엔진에 대한 특정 온도를 결정하는 수단을 갖는, 특히 차량용 엔진의 작동을 위한 제어 및/또는 조정 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 엔진의 모든 특정 온도 영역에서 작동 상태를 최적화하기 위해, 제어 및/또는 조정 장치가 흡기관 내 압력에 대한 목표값을 측정된 온도에 따라 변경시키는 수단을 포함하는 것이 제안된다. 선택적으로, 제어 및/또는 조정 장치가 흡기관 내의 스로틀 밸브에 대한 목표값을 측정된 온도에 따라 변경시키는 수단을 포함하는 것이 제안될 수 있다.

도1에서 엔진은 전체적으로 도면 부호 10으로 표시된다. 엔진은 흡기관(14)을 통해서 공기가 유입되는 연소실(12)을 포함한다. 배기 가스는 배기 가스관(16)을 통해 방출된다.

연소실(12) 바로 이전에 있는 흡기관 영역 내의 압력은 스로틀 밸브(12)의 위치를 통해 조정되며, 그 각도 위치는 조절 모터(20)에 의해 변경될 수 있다. 스로틀 밸브(18)의 위치는 위치 센서(22)에 의해 검출되어 제어 및/또는 조정 장치에 전송된다. 또한, 제어 및/또는 조정 장치는 냉각 회로(28)의 수온을 검출하는 온도 센서(26)로부터의 신호를 수신한다.

연료 탱크(32)로부터 밸브로 공급되는 연료가 밸브(30)를 통해 연소실(12) 내로 분사된다. 분사 밸브(30)는 위치 센서(34)에 의해 검출된 가속 페달(36)의 위치에 따라 제어 및/또는 조정 장치에 의해 제어된다.

또한, 마찬가지로 제어 및/조정 장치와 신호 기술적으로 연결된 브레이크 시스템(38)이 마련된다. 브레이크 시스템(38)은 스로틀 밸브(18)와 연소실(12) 사이에 놓인 흡기관(14) 영역과 공압식으로 연결된다.

엔진(1) 작동은 도2를 참조로 설명된다. 도2에 도시된 방법은 도면에 도시되지 않은, 제어 및/또는 조정 장치(24)의 플래쉬 메모리에 컴퓨터 프로그램으로 저장된다.

상기 방법은 3개의 입력 변수, 즉, 온도 센서(26)에 의해 제공되며 엔진에 대한 특정 온도를 나타내는 냉각수 온도(tmot, 블록 40)를 기초로 한다. 다른 입력 변수는 분사 밸브(30)를 통해 연소실(12) 내로 분사되는 연료량에 대한 상대적 연료량(rk, 블록 42)이다. 연료량(rk)은 위치 센서(34)에 의해 검출된 가속페달(36)의 위치에 따라, 즉 사용자의 출력 또는 토크 요구에 따라 측정된다.

상기 두 입력 변수(rk, tmot)는 블록(44)에서 제어 및/또는 조정 장치(24)의 메모리에 저장된 특성 영역과 비교되며, 특성 영역 내의 위치에 상응하는, 흡기관(14) 내 압력에 대한 목표값(pss2, 블록 46)이 측정된다.

또한, 제어 및/또는 조정 장치(24)는 브레이크 시스템(38)에 따른 흡기관(14) 내 압력에 대한 목표값(pssl)이 함께 결정된다. 도1에 도시되지 않은 가속 페달의 작동 시에, 예를 들어 흡기관(14)에 의해 제공되어야 하는 저압이 브레이크 시스템(38)의 제동력 부스터에 의해 요구된다. 상기 저압은 도2의 흐름도에서 블록(48) 내의 목표값(pss1)에 상응한다. 흡기관(14) 내의 압력에 대한 두 목표값(pss1(블록 46), pss2(블록 46))은 상기 두 값 중 더 작은 값을 흡기관(14) 내의 압력에 대한 목표값(pss, 블록 52)으로써 출력하는 최소값 형성기(50) 내에 저장된다.

스로틀 밸브(18)의 조정 모터(20)는 목표값(pss, 블록 52)에 상응하여 제어 및 조정 장치(24)에 의해 제어된다. 스로틀 밸브(18)의 위치는 위치 센서(22)를 통해 폐쇄 회로 범주 내에서 다시 제어 및 조정 장치(24)에 연결된다. 스로틀 밸브(18)의 위치는 제어 및 조정 장치(24)에 의해, 흡기관(14) 내의 압력을 모델링하는데 사용된다. 이러한 방법으로, 흡기관(14) 내의 압력에 대한 목표값(pss, 블록 52)을 스로틀 밸브(18)의 위치로 변환하는 것이 가능하다. 그러나 선택적으로, 흡기관 내의 압력에 상응하는 신호를 제어 및 조정 장치(24)에 직접 공급하는 압력 센서가 흡기관 내에 마련될 수 있다.

온도 센서(26)가 물 순환 회로(28)에서 순환되는 냉각수의 비교적 낮은 온도(tmot)를 결정하면, 특성 영역(블록 44)을 통해 비교적 낮은 목표 압력(pss2)이 측정된다. 이에 상응하여, 흡기관(14)의 단면이 좁게, 그리고 이에 의해 스로틀 밸브(18)와 연소실(12) 사이에서 흡기관(14) 내에 있는 압력이 더 적게 되도록, 스로틀 밸브(18)는 제어 및 조정 장치(24)에 의해 제어된다. 이러한 방법으로, 엔진(10)이 아직 냉각 상태이면, 예를 들어, 엔진(10) 시동 직후에 성층 작동의 실행을 위해 충분한 연료 기화가 연소실(12) 내에 보장된다.

또한, 블록(44)의 특성 영역 대신에 하나 이상의 한계값과의 비교가 실행될 수 있다. 특성 곡선의 사용도 가능하다. 이 경우에, 연료량은 고려되지 않을 수도 있다.

Claims (12)

1. 공기와 연료의 혼합기가 연소실(12) 내에서 성층되도록, 연료가 적어도 하나의 연소실(12) 내로 적어도 시간적으로 직접 분사되며, 공기가 흡기관(14)을 통해 연소실(12) 내로 적어도 시간적으로 공급되며, 엔진(10)에 대한 특정 온도(tmot)가 측정되는, 특히 차량용 엔진 작동 방법에 있어서,

   흡기관(14) 내의 압력(pss)이 측정된 온도(tmot)에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 엔진(10) 작동 시에 가열된 액체, 특히 냉각수(28) 및/또는 냉각 공기 및/또는 오일의 온도(tmot)가 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 측정된 온도는 한계값과 비교되어 한계값 이하이면, 흡기관 내의 압력이 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 온도가 한계값과 비교되어 한계값 이상이면, 흡기관 내의 압력이 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡기관(14) 내의 압력(pss) 변경은 적어도 하나의 흡기관(14) 영역의 단면 변경을 통해, 특히 스로틀 밸브(18)의 각도 변경을통해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡기관(14) 내의 압력(pss)은 각각 가장 작은 소정의 압력이 설정되도록, 추가적으로 다른 작용 변수에 따라, 특히 제동 저압 조정부(38)의 압력 사전 설정값(pss1)에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡기관 내의 압력은 온도 특성 곡선에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡기관(14) 내의 압력(pss)은 온도(tmot)와 상대적 연료량(rk)으로 구성된 특성 영역(44)에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 상기 방법이 컴퓨터 상에서 실행될 경우, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기에 적합한 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
10. 제9항에 있어서, 상기 방법은 메모리, 특히 플래쉬 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
11. 공기와 연료의 혼합기가 연소실(12) 내에서 성층되도록, 연료가 적어도 하나의 연소실(12) 내로 적어도 시간적으로 직접 분사되며, 공기가 흡기관(14)을 통해 연소실(12) 내로 적어도 시간적으로 공급되며, 엔진(10)에 대한 특정 온도(tmot)를 결정하기 위한 수단(26)을 갖는, 특히 차량용 엔진 제어 및/또는 조정 장치에 있어서,

    흡기관(14) 내의 압력에 대한 목표값(pss)을 측정된 온도(tmot)에 따라 변경하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 공기와 연료의 혼합기가 연소실(12) 내에서 성층되도록, 연료가 적어도 하나의 연소실(12) 내로 적어도 시간적으로 직접 분사되며, 공기가 흡기관(14)을 통해 연소실(12) 내로 적어도 시간적으로 공급되며, 엔진(10)에 대한 특정 온도(tmot)를 결정하기 위한 수단(26)을 갖는, 특히 차량용 엔진 제어 및/또는 조정 장치에 있어서,

    스로틀 밸브(18)의 위치에 대한 목표값(pss)을 측정된 온도(tmot)에 따라 변경하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.