JP6522423B2 - Operating method of internal combustion engine and engine control unit - Google Patents

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Description

本発明は、請求項１のおいて書きにかかる、船舶ディーゼル内燃機関を運転するための方法、及び、前記方法を実行するためのエンジン制御ユニットに関する。   The invention relates to a method for operating a marine diesel internal combustion engine and an engine control unit for carrying out said method, as described in claim 1.

図１Ａ及び図１Ｂは、従来技術より知られている、船舶ディーゼル内燃機関のコモンレール式燃料供給システムの基本的な構造を示すものである。この構造は、特許文献１より知られている。図１Ａ及び図１Ｂのコモンレール式燃料供給システムは、シリンダごとにそれぞれ少なくとも一つのインジェクタ１（図１Ａ：圧力制御式インジェクション・バルブ、図１Ｂ：ストローク制御式リザーバインジェクタ）を有している。インジェクタ１を介して、シリンダのそれぞれに燃料を噴射可能である。コモンレール式燃料供給システムの低圧領域４から、コモンレール式燃料供給システムの高圧領域６へと燃料を送り込むために、コモンレール式燃料供給システムはさらに、ポンプ装置３を有しており、該ポンプ装置３は、少なくとも一つの低圧ポンプ５、少なくとも一つの高圧ポンプ２、及び高圧ポンプリザーバ８を有しており、高圧領域６においてポンプ装置３とインジェクタ１との間には常時高圧の蓄圧器システム７が設けられている。この常時高圧の蓄圧器システム７はコモンレールとも呼ばれ、複数の貯蔵ユニット９を有している。貯蔵ユニット９は、常時高圧の高圧ライン１０を介してポンプ装置３に、及び、互い同士に接続されている。   FIGS. 1A and 1B show the basic structure of a common rail fuel supply system for a marine diesel internal combustion engine, as known from the prior art. This structure is known from Patent Document 1. The common rail fuel supply system of FIGS. 1A and 1B has at least one injector 1 (FIG. 1A: pressure controlled injection valve, FIG. 1B: stroke controlled reservoir injector) for each cylinder. Fuel can be injected to each of the cylinders via the injector 1. The common rail fuel supply system further comprises a pump device 3 for feeding fuel from the low pressure region 4 of the common rail fuel supply system to the high pressure region 6 of the common rail fuel supply system. , At least one low pressure pump 5, at least one high pressure pump 2, and a high pressure pump reservoir 8, and a high pressure accumulator system 7 is always provided between the pump device 3 and the injector 1 in the high pressure area 6 It is done. The always high pressure accumulator system 7 is also called a common rail and has a plurality of storage units 9. The storage units 9 are connected to the pump device 3 and to each other via a high pressure line 10 which is always high pressure.

図１Ａ：さらに、蓄圧器７、つまり貯蔵ユニット９は、噴射サイクルに応じて時々高圧下にある高圧ライン１１を介してインジェクタ１に接続されている。インジェクタ１を貯蔵ユニット９に接続する、噴射サイクルに応じて時々高圧下にある高圧ライン１１には、切替弁１２が割り当てられており、これは、噴射サイクルに応じてインジェクタ１に燃料を供給する。蓄圧器７の貯蔵ユニット９の一つには、圧制御弁１３及びパージ弁１４が割り当てられている。   FIG. 1A: Furthermore, the accumulator 7, ie the storage unit 9, is connected to the injector 1 via a high pressure line 11, which is sometimes under high pressure depending on the injection cycle. A switching valve 12 is assigned to the high pressure line 11, which is sometimes under high pressure according to the injection cycle, which connects the injector 1 to the storage unit 9, which supplies fuel to the injector 1 according to the injection cycle. . The pressure control valve 13 and the purge valve 14 are assigned to one of the storage units 9 of the pressure accumulator 7.

図１Ｂ：蓄圧器７、つまり貯蔵ユニット９とインジェクタ１は、常時高圧下にある高圧ライン１１を介してさらに接続されている。常時高圧下にあるインジェクタ１内には、切替弁１２が組み込まれており、これは、噴射サイクルに応じてノズル制御室２１の圧力を開放して噴射を起こす。蓄圧器７の貯蔵ユニット９の一つには、圧制御弁１３及びパージ弁１４が割り当てられている。   FIG. 1B: The accumulator 7, ie the storage unit 9 and the injector 1 are further connected via a high pressure line 11, which is always under high pressure. A switching valve 12 is incorporated in the injector 1 which is always under high pressure, which releases the pressure in the nozzle control chamber 21 to cause injection according to the injection cycle. The pressure control valve 13 and the purge valve 14 are assigned to one of the storage units 9 of the pressure accumulator 7.

そのような船舶ディーゼル内燃機関の運転を正確に制御もしくは調整できるようにするためには、内燃機関の運転中におけるインジェクタのいわゆる噴射率もしくは噴射量を常に正確に求めることが重要である。これに関して、従来そのために知られているのは、インジェクタにニードルストローク・センサを割り当てることのみであり、これらニードルストローク・センサを用いてインジェクタのニードルの機械的なストロークを監視及び評価し、それによりインジェクタの噴射率及び／又は噴射量を求める。しかしながら、ニードルストローク・センサを使用しインジェクタに取り付けることは手間も多くてコストも高くなり、そのため、量産にとってはほとんど実用的ではない。その上、ニードルストローク・センサの耐用年数も内燃機関の運転状況により異なる。とりわけ、重油で運転される船舶ディーゼル内燃機関においては、ニードルストローク・センサの耐用年数は大きく制限される。   In order to be able to accurately control or regulate the operation of such a marine diesel internal combustion engine, it is important to always accurately determine the so-called injection rate or injection quantity of the injector during operation of the internal combustion engine. In this regard, it is only known in the prior art to assign needle stroke sensors to the injectors, which are used to monitor and evaluate the mechanical stroke of the injector's needle, Determine the injection rate and / or the injection quantity of the injector. However, using a needle stroke sensor and attaching it to the injector is laborious, expensive, and therefore not practical for mass production. Moreover, the service life of the needle stroke sensor also varies with the operating conditions of the internal combustion engine. In particular, in heavy oil operated marine diesel internal combustion engines, the useful life of the needle stroke sensor is greatly limited.

そのため、船舶ディーゼル内燃機関のインジェクタのとりわけ噴射率及び／又は噴射量を低労力、低コスト、ならびに簡単で高信頼的に求めることができる、船舶ディーゼル内燃機関の運転方法、及び、その方法を実行するためのエンジン制御ユニットが必要とされている。   Therefore, the operating method of the marine diesel internal combustion engine and the method are implemented, which can determine the injection rate and / or the injection amount of the injector of the marine diesel internal combustion engine particularly easily, inexpensively and simply and reliably. An engine control unit is needed to

独国特許公報第１０１５７１３５号明細書German Patent Publication No. 10015735

これから取り掛かり、本発明の課題は、船舶ディーゼル内燃機関を運転するための新規の方法を提供することである。この課題は、請求項１に記載の方法により解決される。   The subject of the present invention is to provide a novel method for operating a marine diesel internal combustion engine. This task is solved by the method according to claim 1.

本発明においては、インジェクタにおいて直接的にインジェクタに割り当てられている圧力センサを用いて、各インジェクタについて個別に圧力信号を測定することによって検出し、インジェクタごとの各圧力信号から、各インジェクタについて個別に噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの少なくとも一つの特性値を決定する。   In the present invention, a pressure sensor which is directly assigned to the injectors in the injectors is used to detect each injector individually by measuring a pressure signal, and from each pressure signal for each injector individually for each injector At least one characteristic value of the injection rate and / or the injection amount and / or the hydraulic needle stroke timing is determined.

本発明の目的は、船舶ディーゼル内燃機関の燃料供給システムのインジェクタにおいて、インジェクタごとの圧力信号を測定技術的に検出することである。インジェクタごとの圧力信号から、各インジェクタについてインジェクタごとの噴射率、及び／又は、インジェクタごとの噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの少なくとも一つの個別の特性値を決定する。ニードルストローク・センサは、まったく使用しないこともできる。圧力センサを用いて圧力信号を求めることは、重油で運転される船舶ディーゼル内燃機関においても、簡単に、コスト安に、及び高信頼的に行うことができる。インジェクタごとの圧力信号から、所望の特定の又は所望のそれぞれのパラメータ、つまり、噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値を簡単かつ高信頼的に決定することができる。   The object of the present invention is to measure the pressure signal per injector in an injector of a fuel supply system of a marine diesel internal combustion engine. From the pressure signal per injector, the injection rate per injector and / or the injection quantity per injector and / or at least one individual characteristic value of the hydraulic needle stroke timing is determined for each injector. The needle stroke sensor may not be used at all. The determination of the pressure signal by means of the pressure sensor can be carried out easily, inexpensively and reliably also in a marine diesel internal combustion engine operated with heavy oil. From the pressure signal per injector, it is possible to simplify the desired specific or desired respective parameters, that is to say the injection rate and / or the injection quantity and / or the specific or respective characteristic values of the hydraulic needle stroke timing And it can be determined with high reliability.

望ましくは、各インジェクタは、個別のインジェクタ・リザーバ容量を有しており、各インジェクタについての圧力センサを用いて、個別の圧力信号として、それぞれのインジェクタ・リザーバ容量のリザーバ圧力信号を測定技術的に検出し、また、インジェクタごとの各リザーバ圧力信号から、各インジェクタについて個別に噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値を決定する。   Desirably, each injector has an individual injector reservoir volume, and the pressure sensor for each injector is used to measure the reservoir pressure signal of the respective injector reservoir volume as an individual pressure signal. Detect and determine the injection rate and / or injection amount and / or specific value of hydraulic needle stroke timing individually for each injector from each reservoir pressure signal for each injector .

とりわけ、それぞれのインジェクタにおける圧力信号としてそれぞれのインジェクタのインジェクタ・リザーバ容量のリザーバ圧力信号を求めると、圧力信号から、特に好適に噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値が決定される。インジェクタごとのリザーバ圧力信号は、燃料供給システムのその他のコンポーネントの影響による影響を受けず、それにより、上記パラメータ、つまり噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値のうちの少なくとも一つを特に正確かつ高信頼的に求めることができる。   In particular, when the reservoir pressure signal of the injector reservoir volume of each injector is determined as the pressure signal at each injector, the injection signal and / or the injection amount and / or the hydraulic needle stroke are particularly preferably determined from the pressure signal. The specific or respective characteristic values of the timing are determined. The reservoir pressure signal per injector is not affected by the influence of other components of the fuel delivery system, whereby the above parameters, ie injection rate and / or injection amount and / or hydraulic needle stroke timing In particular at least one of the specific or respective characteristic values of can be determined precisely and reliably.

好適な発展形によると、測定技術的に測定された、インジェクタごとの圧力信号を時間に関して導きもしくは微分し、インジェクタごとの微分した圧力信号から、それぞれのインジェクタの噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値を決定する。このように、圧力信号を評価して噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値を決定することは、高信頼的、簡単、及び正確であるため、特に望ましい。   According to a preferred development, the pressure signal per injector, measured in a measurement technology, is derived or differentiated with respect to time, and from the differentiated pressure signal per injector, the injection rate and / or the injection quantity of the respective injector And / or determine specific or respective characteristic values of the hydraulic needle stroke timing. Thus, it is reliable and easy to evaluate the pressure signal to determine the injection rate and / or the injection amount and / or the specific or respective characteristic value of the hydraulic needle stroke timing. And particularly desirable because it is accurate.

望ましくは、インジェクタごとの圧力信号から、それぞれのインジェクタの噴射率を以下の等式により求める：
ｄｍ／ｄｔ＝Ｖ×（ｄｐ／ｄｔ）／ｃ（ｐ）２
ここで、ｄｍ／ｄｔは噴射率、Ｖは個別のインジェクタ・リザーバ容量、ｄｐ／ｄｔは時間ｔに関して微分されたインジェクタごとの圧力信号、ｃ（ｐ）はインジェクタごとの圧力ｐに応じた音速である。それぞれのインジェクタの噴射率をこのように決定することは簡単、高信頼的、及び正確である。 Preferably, from the pressure signal for each injector, the injection rate of each injector is determined by the following equation:
dm / dt = V × (dp / dt) / c (p) 2
Where dm / dt is the injection rate, V is the individual injector reservoir volume, dp / dt is the pressure signal per injector differentiated with respect to time t, c (p) is the speed of sound according to the pressure p per injector is there. This determination of the injection rate of each injector is simple, reliable and accurate.

望ましくは、インジェクタごとの圧力信号から、各インジェクタについて個別に、それぞれのインジェクタの噴射サイクルについての液圧ニードルストローク・タイミングの特性値として、噴射開始、及び／又は、液圧最大ストローク到達、及び／又は、液圧最大ストロークからの離脱、及び／又は、噴射終了を決定する。   Desirably, from the pressure signal for each injector, for each injector individually, as the characteristic value of hydraulic needle stroke timing for the injection cycle of each injector, injection start and / or hydraulic maximum stroke reaching, and / Alternatively, the departure from the hydraulic maximum stroke and / or the injection termination is determined.

ここで指摘しておくことは、液圧ニードルストローク・タイミングと、機械的ニードルストローク・タイミングとが異なることである。   It is pointed out that the hydraulic needle stroke timing and the mechanical needle stroke timing are different.

液圧最大ストロークは、インジェクタのニードルシートの絞り効果が、それぞれのインジェクタのノズル孔もしくは噴射孔の絞り効果と同じか又はそれより小さい場合のニードルストロークに相当する。この時点からインジェクタのノズルの液圧ノズル流量は一定であるが、これに対して機械的最大ストロークはさらに増加する可能性がある。   The hydraulic maximum stroke corresponds to a needle stroke where the throttling effect of the needle seat of the injector is equal to or less than the throttling effect of the nozzle hole or injection hole of the respective injector. From this point on, the hydraulic nozzle flow rate of the injector's nozzle is constant, but the mechanical maximum stroke may be further increased.

機械的ニードルストローク・タイミングと液圧ニードルストローク・タイミングとの間のさらなる違いは、液圧最大ストロークを離脱するとインジェクタのノズル流量が低下すること、つまり、それぞれのインジェクタのニードルシートの絞り効果が、ノズル孔の絞り効果より大きいことである。これに対して、機械的最大ストロークの機械的離脱は、典型的にはその前に起こる。   A further difference between the mechanical needle stroke timing and the hydraulic needle stroke timing is that with the departure of the hydraulic maximum stroke, the nozzle flow rate of the injectors is reduced, ie the throttling effect of the needle seat of each injector, It is larger than the throttling effect of the nozzle hole. In contrast, mechanical disengagement of the mechanical maximum stroke typically occurs before that.

本発明の望ましい発展形は、従属請求項及び以下の説明から理解できる。本発明の実施例について図を用いて詳しく説明するが、これに限定されるわけではない。   Preferred developments of the invention can be taken from the dependent claims and the following description. Although the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, it is not limited thereto.

圧力制御式インジェクション・バルブ（インジェクタ１）を有する、内燃機関のコモンレール式燃料供給システム、及び、エンジン制御ユニットを図式的に表した図である。FIG. 1 is a schematic representation of a common rail fuel supply system of an internal combustion engine having a pressure controlled injection valve (injector 1) and an engine control unit. ストローク制御式リザーバインジェクタ（インジェクタ１）を有する、内燃機関のコモンレール式燃料供給システム、及び、エンジン制御ユニットを図式的に表した図である。FIG. 1 schematically shows a common rail fuel supply system of an internal combustion engine having a stroke control reservoir injector (injector 1) and an engine control unit. 船舶ディーゼル内燃機関の本発明による運転方法を明らかにするための第１ダイアグラムである。5 is a first diagram for illustrating the operating method according to the invention of a marine diesel internal combustion engine. 船舶ディーゼル内燃機関の本発明による運転方法をさらに明らかにするための第２ダイアグラムである。5 is a second diagram to further clarify the method of operation of the marine diesel internal combustion engine according to the invention; 船舶ディーゼル内燃機関の本発明による運転方法をさらに明らかにするための第３ダイアグラムである。FIG. 7 is a third diagram to further clarify the method of operation of the marine diesel internal combustion engine according to the invention; FIG.

本発明は、船舶ディーゼル内燃機関、とりわけ重油で運転される船舶ディーゼル内燃機関の運転方法に関するものであり、そのような船舶ディーゼル内燃機関は、望ましくはコモンレール式燃料供給システムとして構成された燃料供給システムを有している。船舶ディーゼル内燃機関のそのようなコモンレール式燃料供給システムの基本的な構造は、すでに図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明されている。そのため、図１Ａ及び図１Ｂに関する前述の実施例を参照する。この点に関して念のためここで再度述べることは、そのような燃料供給システムがシリンダごとに少なくとも一つのインジェクタ１を有しており、インジェクタ１を介して船舶ディーゼル内燃機関のシリンダ内に燃料が噴射され得ることである。   The present invention relates to a method of operating a marine diesel internal combustion engine, in particular a marine diesel internal combustion engine operated with heavy oil, such a marine diesel internal combustion engine preferably comprising a fuel supply system configured as a common rail fuel supply system. have. The basic structure of such a common rail fuel supply system of a marine diesel internal combustion engine has already been described using FIGS. 1A and 1B. To that end, reference is made to the previously described example with respect to FIGS. 1A and 1B. In this respect it should be mentioned again here that such a fuel supply system comprises at least one injector 1 per cylinder, via which injectors fuel is injected into the cylinders of a marine diesel internal combustion engine It can be done.

図１Ａ及び図１Ｂによると、各インジェクタ１には、圧力センサ１５が割り当てられている。圧力センサ１５を用いて、インジェクタ１において直接的に、各インジェクタ１についての個別の圧力信号を測定技術的に検出する。   According to FIGS. 1A and 1B, each injector 1 is assigned a pressure sensor 15. The pressure sensor 15 is used to measure individual pressure signals for each injector 1 directly in the injectors 1.

望ましくは、各インジェクタ１は、個別のインジェクタ・リザーバ容量（図示されず）を有しており、圧力センサ１５を用いて、各インジェクタ１について個別の圧力信号として、それぞれのインジェクタ１のそれぞれのインジェクタ・リザーバ容量のリザーバ圧力信号を測定技術的に検出する。   Desirably, each injector 1 has an individual injector reservoir volume (not shown), and using pressure sensor 15 as a separate pressure signal for each injector 1 the respective injector of each injector 1 Detecting the reservoir pressure signal of the reservoir volume by means of measurement technology.

本発明によるインジェクタごとの各圧力信号から、各インジェクタ１について個別に、それぞれのインジェクタ１の噴射率、及び／又は、それぞれのインジェクタ１の噴射量、及び／又は、それぞれのインジェクタ１の液圧ニードルストローク・タイミングの少なくとも一つの特性値を決定し、液圧ニードルストローク・タイミングの特性値としては、噴射開始、及び／又は、液圧最大ストローク到達、及び／又は、液圧最大ストローク離脱、及び／又は、噴射終了を決定する。   From each pressure signal for each injector according to the invention, the injection rate of each injector 1 and / or the injection amount of each injector 1 and / or the hydraulic needle of each injector 1 individually for each injector 1 At least one characteristic value of the stroke timing is determined, and as the characteristic value of the hydraulic needle stroke timing, the injection start and / or the hydraulic maximum stroke reaching and / or the hydraulic maximum stroke deviation, and // Or, determine the end of injection.

ここで指摘しておきたいのは、液圧ニードルストローク・タイミングと、機械的ニードルストローク・タイミングとが異なることである。それぞれのインジェクタ１のニードルシートの絞り効果は、それぞれのインジェクタ１のノズル孔もしくは噴射孔の絞り効果以下である場合にニードルストロークは液圧最大ストロークに到達し、このニードルストロークにおいて液圧ノズル流量は一定である。これに対して、機械的最大ストロークは、液圧最大ストロークよりさらに増加することができる。液圧最大ストロークから離脱するのは、それぞれのインジェクタのニードルシートの絞り効果がそれぞれのインジェクタのノズル孔の絞り効果より大きい場合であり、典型的には、機械的最大ストロークの離脱は、液圧最大ストロークより前に起こる。   It is worth pointing out that the hydraulic needle stroke timing is different from the mechanical needle stroke timing. When the throttling effect of the needle seat of each injector 1 is equal to or less than the throttling effect of the nozzle hole or injection hole of each injector 1, the needle stroke reaches the hydraulic maximum stroke, and at this needle stroke the hydraulic nozzle flow rate is It is constant. In contrast, the mechanical maximum stroke can be increased further than the hydraulic maximum stroke. Disengaging from the hydraulic maximum stroke is when the throttling effect of the needle seat of each injector is greater than the throttling effect of the nozzle hole of each injector; It occurs before the maximum stroke.

望ましくは、測定技術的に検出したインジェクタごとの圧力信号、望ましくはインジェクタごとのリザーバ圧力信号は、時間ｔに関して導かれもしくは微分され、インジェクタごとの微分した圧力信号から、それぞれのインジェクタの噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値は、決定される。望ましくは、微分したリザーバ圧力信号であるインジェクタごとの微分した圧力信号から、それぞれのインジェクタの噴射率は、望ましくは以下の等式により決定される：
ｄｍ／ｄｔ＝Ｖ×（ｄｐ／ｄｔ）／ｃ（ｐ）２
ここでｄｍ／ｄｔは噴射率、Ｖは個別のインジェクタ・リザーバ容量、ｄｐ／ｄｔは時間ｔに関して微分されたインジェクタごとの圧力信号、ｃ（ｐ）はインジェクタごとの圧力ｐに応じた音速である。 Preferably, the pressure signal per injector detected in the measurement technology, preferably the reservoir pressure signal per injector, is derived or differentiated with respect to time t, and from the differentiated pressure signal per injector, the injection rate of the respective injector, And / or specific values of injection quantity and / or hydraulic needle stroke timing are determined. Preferably, from the differentiated reservoir pressure signal, which is the differentiated pressure signal for each injector, the injection rate for each injector is preferably determined by the following equation:
dm / dt = V × (dp / dt) / c (p) 2
Where dm / dt is the injection rate, V is the individual injector reservoir volume, dp / dt is the pressure signal per injector differentiated with respect to time t, and c (p) is the speed of sound according to the pressure p per injector .

このとき、圧力に応じた音速は、望ましくは、測定された、インジェクタごとの圧力に応じて特性曲線又は特性図に基づいて求められる。   At this time, the velocity of sound according to the pressure is desirably determined based on the measured characteristic curve or characteristic graph according to the pressure for each injector.

上述の決定された噴射率から、噴射率を時間に関して積分することにより、それぞれのインジェクタ１の噴射量を求めることができる。   The injection amount of each injector 1 can be determined by integrating the injection rate with respect to time from the above-described determined injection rate.

図２には、２つの信号曲線２０、２１が時間経過とともに図示されており、信号曲線２０は、インジェクタ１において圧力センサ１５を用いて測定したインジェクタごとの圧力信号、つまりインジェクタごとのリザーバ圧力信号である。信号曲線２１は、測定されたこの圧力信号の時間に関して導出したものもしくは時間に関する微分である。   Two signal curves 20, 21 are shown in FIG. 2 over time, the signal curve 20 being a pressure signal for each injector measured with the pressure sensor 15 in the injector 1, ie a reservoir pressure signal for each injector It is. The signal curve 21 is a derivative of the measured pressure signal with respect to time or with respect to time.

前述の通り、望ましくは、インジェクタごとの微分した圧力信号２１から、先述の公式を用いてそれぞれのインジェクタ１について個別の噴射率を計算し、図４では、計算した噴射率を信号曲線２２により表現している。測定した噴射率である信号曲線２３と比較することにより、本発明による方法を用いて、インジェクタ１の噴射率を高信頼的かつ正確に決定できることが理解できる。図４では、信号曲線２２から計算したそれぞれのインジェクタの噴射量を時間に関して積分したものを、信号曲線２４により視覚化している。   As mentioned above, preferably, from the differentiated pressure signal 21 for each injector, the individual injection rates are calculated for each injector 1 using the formula described above, and in FIG. 4 the calculated injection rates are represented by the signal curve 22. doing. By comparing with the signal curve 23 which is the measured injection rate, it can be seen that the injection rate of the injector 1 can be determined reliably and accurately using the method according to the invention. In FIG. 4, the integral of the injection quantity of each injector calculated from the signal curve 22 with respect to time is visualized by the signal curve 24.

図２に示されているように、微分したインジェクタごとの圧力信号からさらに、それぞれのインジェクタの液圧ニードルストローク・タイミングの少なくとも一つの特性値を簡単及び高信頼的に求めることができる。すると、時点ｔ１は、噴射サイクルの噴射開始に対応し、時点ｔ４は、噴射終了に対応する。時点ｔ２では、液圧最大ストロークに到達し、これに対して、時点ｔ３では、液圧最大ストロークを離脱する。   As shown in FIG. 2, at least one characteristic value of hydraulic needle stroke timing of each injector can be determined simply and reliably from the differentiated pressure signal for each injector. Then, the time point t1 corresponds to the injection start of the injection cycle, and the time point t4 corresponds to the injection end. At time t2, the hydraulic maximum stroke is reached, whereas at time t3, the hydraulic maximum stroke is disengaged.

これらの特性値から、図３の信号曲線２５により、それぞれのインジェクタ１のニードルのニードルストローク信号を計算することができ、その際、図３の時点ｔ１からｔ４は、図２の時点ｔ１からｔ４に対応する。したがって時点ｔ１は噴射開始に対応し、時点ｔ２で液圧最大ストロークに到達し、時点ｔ３で液圧最大ストロークを離脱し、時点ｔ４で噴射終了に到達する。   From these characteristic values, the needle stroke signal of the needle of the respective injector 1 can be calculated from the signal curve 25 of FIG. 3, wherein the points t1 to t4 of FIG. 3 correspond to the points t1 to t4 of FIG. Corresponds to Therefore, time t1 corresponds to the start of injection, reaching the maximum hydraulic pressure stroke at time t2, leaving the maximum hydraulic pressure stroke at time t3, and reaching the end of injection at time t4.

図３には、計算されたニードルストローク信号２５に、ニードルストローク・センサを用いて測定技術的に測定されたニードルストローク信号２６を対比させたものが図示されており、信号曲線２５及び２６の比較から、計算したニードルストローク信号と測定技術的に検出したニードルストローク信号とが良好に一致していることが見て取れる。   FIG. 3 shows the calculated needle stroke signal 25 in comparison with the needle stroke signal 26 measured technically with the needle stroke sensor, comparing the signal curves 25 and 26. From the above, it can be seen that the calculated needle stroke signal and the measured needle stroke signal are in good agreement.

本発明により、船舶ディーゼル内燃機関の運転中に、インジェクタの噴射率、及び／又は、インジェクタの噴射量、及び／又は、インジェクタの液圧ニードルストローク・タイミングの少なくとも一つの特性値を、簡単かつ高信頼的に求めることができる。   According to the present invention, at least one characteristic value of the injection rate of the injector and / or the injection amount of the injector and / or the hydraulic needle stroke timing of the injector during operation of the marine diesel internal combustion engine is simple and high It can be asked reliably.

インジェクタごとの圧力信号から求められる上記のパラメータの少なくとも一つに基づいて、それぞれのインジェクタ１について機能診断及び／又は摩耗診断を実行することができる。例えば、時間と共に変化するインジェクタ１の噴射率から、インジェクタ１の摩耗を推量することができ、それにより適切な時期に部品保守もしくは部品交換を行う準備ができる。これは、本発明の方法を用いて船舶ディーゼル内燃機関の通常の運転中に行えるため、別個の測定テストベンチにおいて機能点検もしくは摩耗点検を行わずに済む。   Function diagnosis and / or wear diagnosis can be performed for each injector 1 based on at least one of the above parameters determined from the pressure signal for each injector. For example, the wear rate of the injector 1 can be estimated from the injection rate of the injector 1 which changes with time, whereby it is possible to prepare for part maintenance or replacement at an appropriate time. This can be done during normal operation of a marine diesel internal combustion engine using the method of the present invention, thereby eliminating the need for a functional or wear check on a separate measurement test bench.

本発明の方法を用いることにより、各シリンダについて個別に、例えば噴射率もしくは噴射量を正確に決定することができる。そのため、内燃機関の運転を、シリンダごとに制御することが可能である。この方法はとりわけ、重油で運転される船舶ディーゼル内燃機関での使用に適している。   By using the method of the present invention, for example, the injection rate or the injection amount can be determined accurately for each cylinder individually. Therefore, it is possible to control the operation of the internal combustion engine for each cylinder. This method is particularly suitable for use in heavy oil operated marine diesel internal combustion engines.

さらに、本発明は、この方法を実行するためのエンジン制御ユニット１６にも関する。図１Ａ及び図１Ｂは、そのようなエンジン制御ユニット１６を示しており、エンジン制御ユニット１６は、この方法を実行するための手段１７、１８、１９を有している。手段１７は、少なくとも一つのデータインターフェースであり、とりわけ圧力センサ１５とデータを交換するため、つまり圧力センサ１５から提供された圧力測定信号を読み取るためのものである。手段１８は、本発明の方法を実行するためのハードウェア側の手段であり、手段１９はソフトウェア側の手段である。ハードウェア側手段１８は、とりわけ、データを記憶するためのデータ記憶ユニット及びデータを処理するためのデータプロセッサである。ソフトウェア側手段１９は、本発明の方法を実行するためのプログラムモジュールである。   Furthermore, the invention also relates to an engine control unit 16 for carrying out this method. Figures 1A and 1 B show such an engine control unit 16, which comprises means 17, 18 and 19 for carrying out this method. The means 17 is at least one data interface, in particular for exchanging data with the pressure sensor 15, ie for reading the pressure measurement signal provided by the pressure sensor 15. The means 18 is a hardware means for performing the method of the present invention, and the means 19 is a software means. The hardware side means 18 are, inter alia, a data storage unit for storing data and a data processor for processing data. The software side means 19 are program modules for performing the method of the present invention.

本発明の方法、ならびに本発明のエンジン制御ユニット１６を用いることにより、とりわけ重油で運転される船舶ディーゼル内燃機関の通常運転中に、それぞれのインジェクタ１の噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの少なくとも一つの特性値を簡単かつ高信頼的に、ならびに自動的に決定することができる。そのために必要となるのは、それぞれのインジェクタ１、とりわけインジェクタごとのリザーバ容量について直接的に圧力測定信号を測定し、これを先述の方法で評価するだけである。   By using the method according to the invention and the engine control unit 16 according to the invention, the injection rate and / or the injection quantity of the respective injector 1 during the normal operation of a marine diesel internal combustion engine operated especially with heavy oil, and And / or at least one characteristic value of the hydraulic needle stroke timing can be determined simply and reliably and automatically. To that end, it is only necessary to measure the pressure measurement signal directly for each injector 1, in particular the reservoir volume per injector, and to evaluate it in the manner described above.

１ インジェクタ
２ 高圧ポンプ
３ ポンプ装置
４ 低圧領域
５ 低圧ポンプ
６ 高圧領域
７ 蓄圧器
８ 高圧ポンプリザーバ
９ 貯蔵ユニット
１０ 高圧ライン
１１ 高圧ライン
１２ 切替弁
１３ 圧制御弁
１４ パージ弁
１５ 圧力センサ
１６ エンジン制御ユニット
１７ インターフェース
１８ ハードウェア側手段
１９ ソフトウェア側手段
２０ 信号曲線
２１ 信号曲線
２２ 信号曲線
２３ 信号曲線
２４ 信号曲線
２５ 信号曲線
２６ 信号曲線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 injector 2 high pressure pump 3 pump device 4 low pressure area 5 low pressure pump 6 high pressure area 7 accumulator 8 high pressure pump reservoir 9 storage unit 10 high pressure line 11 high pressure line 12 switching valve 13 pressure control valve 14 purge valve 15 pressure sensor 16 engine control unit 17 interface 18 hardware side means 19 software side means 20 signal curve 21 signal curve 22 signal curve 23 signal curve 24 signal curve 25 signal curve 26 signal curve

Claims (8)

船舶ディーゼル内燃機関、とりわけ重油で運転される船舶ディーゼル内燃機関を運転するための方法であって、燃料供給システム、とりわけコモンレール式燃料供給システムのインジェクタ（１）を用いて、船舶ディーゼル内燃機関のシリンダに燃料を噴射する方法において、
前記インジェクタ（１)において直接的に、前記インジェクタ（１）に割り当てられた圧力センサ（１５）を用いて各インジェクタ（１）について個別に圧力信号を測定技術的に検出し、
インジェクタごとの各圧力信号から、各インジェクタ（１）について個別に噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの少なくとも一つの特性値を決定し、
各インジェクタ（１）が個別のインジェクタ・リザーバ容量を有しており、前記圧力センサ（１５）を用いて、各インジェクタ（１）について個別の圧力信号として、それぞれのインジェクタ・リザーバ容量のリザーバ圧力信号を測定技術的に検出し、
インジェクタごとの各リザーバ圧力信号から、各インジェクタ（１）について個別に噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値を決定することを特徴とする方法。 A method for operating a marine diesel internal combustion engine, in particular a marine diesel internal combustion engine operated with heavy oil, comprising a fuel supply system, in particular using an injector (1) of a common rail fuel supply system, a cylinder of the marine diesel internal combustion engine In the method of injecting fuel
In the injector (1) directly, the pressure signal is individually measured for each injector (1) using the pressure sensor (15) assigned to the injector (1).
From the pressure signals for each injector, determine at least one characteristic value of the injection rate and / or the injection quantity and / or the hydraulic needle stroke timing individually for each injector (1) ,
Each injector (1) has an individual injector reservoir volume, using the pressure sensor (15), as an individual pressure signal for each injector (1), a reservoir pressure signal of the respective injector reservoir volume Detecting technically,
From the respective reservoir pressure signal for each injector, to determine the injection rate and / or the injection quantity and / or the specific or respective characteristic value of the hydraulic needle stroke timing individually for each injector (1) How to feature. 前記測定技術的に検出するインジェクタごとの圧力信号を時間に関して導きもしくは微分し、
インジェクタごとの微分した圧力信号から、それぞれのインジェクタ噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値を決定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。 Deriving or differentiating the pressure signal for each injector, which is detected in the measuring technology, with respect to time,
From differentiated pressure signal for each injector, each injector injection rate, and / or injection quantity, and / or, and determines a specific or each characteristic value of the hydraulic pressure needle stroke timing, wherein The method according to Item 1 . インジェクタごとの前記微分した圧力信号から、それぞれのインジェクタの噴射率が以下の等式：
ｄｍ／ｄｔ＝Ｖ×（ｄｐ／ｄｔ）／ｃ（ｐ）２
を用いて決定され、
上記等式においてｄｍ／ｄｔは噴射率、Ｖは個別のインジェクタ・リザーバ容量であり、ｄｐ／ｄｔは時間ｔに関して微分されたインジェクタごとの圧力信号であり、ｃ（ｐ）はインジェクタごとの圧力ｐに応じた音速であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。 From the differentiated pressure signal for each injector, the injection rate for each injector is the following equation:
dm / dt = V × (dp / dt) / c (p) 2
Determined using
Where dm / dt is the injection rate, V is the individual injector reservoir volume, dp / dt is the pressure signal per injector differentiated with respect to time t, and c (p) is the pressure p per injector p The method according to claim 2 , characterized in that it has a speed of sound according to. 前記音速が、測定されたインジェクタごとの圧力に応じて特性曲線又は特性ダイアグラムから求められることを特徴とする、請求項３に記載の方法。 Method according to claim 3 , characterized in that the speed of sound is determined from a characteristic curve or characteristic diagram as a function of the measured pressure per injector. それぞれのインジェクタの噴射量が、時間に関して噴射率を積分することにより求められることを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。 5. A method according to claim 3 or 4 , characterized in that the injection quantity of each injector is determined by integrating the injection rate with respect to time. 前記インジェクタごとの圧力信号から、各インジェクタ（１）について個別に、それぞれのインジェクタ（１）の噴射サイクルのための液圧ニードルストローク・タイミングの特性値として、噴射開始、及び／又は、液圧最大ストローク到達、及び／又は、液圧最大ストローク離脱、及び／又は、噴射終了が決定されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。 From the pressure signal for each injector, for each injector (1) individually, as a characteristic value of hydraulic needle stroke timing for the injection cycle of each injector (1) injection start and / or maximum hydraulic pressure 6. A method according to any one of the preceding claims , characterized in that a stroke attainment and / or a hydraulic maximum stroke deviation and / or an injection termination is determined. 噴射率、及び／又は、噴射量、及び／又は、液圧ニードルストローク・タイミングの特定の又はそれぞれの特性値に基づいて、機能診断試験及び／又は摩耗診断試験がそれぞれのインジェクタ（１）について実行されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 A function diagnostic test and / or a wear diagnostic test is performed for each injector (1) on the basis of the specific or respective characteristic values of the injection rate and / or the injection amount and / or the hydraulic needle stroke timing. A method according to any one of the preceding claims , characterized in that 船舶ディーゼル内燃機関、とりわけ重油で運転される船舶ディーゼル内燃機関のエンジン制御ユニット（１６）であって、前記内燃機関が燃料供給システム、とりわけコモンレール式燃料供給システムを有している、エンジン制御ユニット（１６）において、
前記エンジン制御ユニット（１６）が、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法を実行するための手段（１７、１８、１９）を有していることを特徴とする、エンジン制御ユニット。 Engine control unit (16) of a marine diesel internal combustion engine, in particular a marine diesel internal combustion engine operated with heavy oil, said internal combustion engine comprising a fuel supply system, in particular a common rail fuel supply system In 16),
Engine control unit, characterized in that said engine control unit (16) comprises means (17, 18, 19) for carrying out the method according to any one of claims 1 to 7. .
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