KR101364985B1 - 내연 기관의 고압 시동을 행하는 방법, 제어 장치 및 내연 기관 - Google Patents

내연 기관의 고압 시동을 행하는 방법, 제어 장치 및 내연 기관 Download PDF

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Abstract

알려진 내연 기관의 고압 시동을 수행하는 방법들에서, 불편한 거동이 때때로 발생할 수 있다. 내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법이 제공되는데, 연료 탱크(17)로부터 압력 축적기(20)로의 연료 전달에 고압 펌프(22)를 사용하고, 압력 축적기(20) 내 압력 제어에 압력 조정 수단(23)을 사용하되, 내연 기관(1)의 연소 챔버 내로 연료 분사를 행하기 전에, 고압 펌프(22)를 동작시키고, 그리고 고압 펌프(22)의 동작 동안 초과시 연료 분사가 실행(enable)되는 압력 임계값(pTHRES) 위로의 압력 축적기(20) 내 압력 축적이 지연되도록, 압력 조정 수단(23)을 활성화한다.

Description

내연 기관의 고압 시동을 행하는 방법, 제어 장치 및 내연 기관{METHOD FOR CARRYING OUT A HIGH-PRESSURE START OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, CONTROL DEVICE AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 내연 기관의 고압 시동을 행하는 방법, 이러한 방법을 행할 수 있도록 구체화된 제어 장치 및 이러한 제어 장치를 구비한 내연 기관에 관한 것이다.
직접 연료 분사 방식의 내연 기관에서, 분사 밸브에 의해 연소 챔버에 직접 연료가 분사된다. 이러한 내연 기관의 시동은 저압 시동 및 고압 시동 양자에서 행해질 수 있다. 저압 시동에서 연료는 일반적으로 5 내지 8 bar의 압력으로 분사된다. 저온에서 특히 이 과정으로 인해 냉 연소 챔버 벽들 상으로 연료의 일부가 축적되는 소위 월 필름(wall film)이 나타난다. 이러한 연료 축적물은 연소 과정에 단지 부분적으로 참여하거나 전혀 참여하지 아니한다. 그 결과 시동 과정 동안 연료 소모 증가와 오염물 배출 증가가 나타난다. 이런 이유로 내연 기관의 시동 과정은 바람직하게는 고압 시동으로서 행해지는데, 이 경우 연료가 상대적으로 고압인 약 20 내지 30 bar에서 연소 챔버로 분사된다. 연료의 미세 원자화(finer atomization)는 더 낮은 온도에서의 연료 축적을 현저하게 줄여서 연료 소모와 오염물 배출에 긍정적인 효과를 가질 수 있다. 그러나 고압 시동에서의 문제는 신속한 시동 및 안정적인(stable) 연소를 위한, 분사 시스템 내 현저히 빠르고 안정적인 압력 축적이다.
독일 출원 DE 10 2004 029 378 A1에는 시동기가 액추에이팅되기도 전에 연료 펌프의 동작에 의해 분사 시스템 내에 압력이 축적되는 내연 기관의 시동 방법이 개시되어 있다. 상기 출원에는 또한 시동기의 액추에이팅 시 분사가 개시(trigger)되지 않은 채로 크랭크축이 처음으로 회전하기 시작하는 것이 개시되어 있다. 그 결과 제1 분사가 시작되기 전에 크랭크축과 커플링된 연료 펌프에 의해서 충분한 고압이 축적되는 것이 얻어진다.
또한 충분한 고압이 얻어졌음을 가리키는 압력 임계값에 도달하면 분사 시스템 내 분사가 실행(enable)된다는 것이 개시되어 있다.
알려진 방법에 의하면, 연료 시스템 내 빠른 압력 축적과 이로 인한 분사의 신속한 실행이 가능하지만, 제1 분사의 시작 후에 분사 시스템 내에 압력 저하가 나타날 수 있으며, 이로써 내연 기관의 불편한 시동 거동이 나타날 수 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고압 시동 동안 향상된 시동 거동을 보장하는 방법, 제어 장치 및 내연 기관을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립항들에 청구된 방법, 제어 장치 및 내연 기관에 의해 해결된다.
바람직한 실시예들이 종속항들의 내용이다.
제1 항에 따른 고압 시동을 행하는 방법은, 연료 탱크로부터 압력 저장소로의 연료 전달에 고압 펌프를 사용하고, 상기 압력 저장소 내 압력 제어에 압력 조정 수단을 사용하는 내연 기관에 관한 것이다. 이 방법에 의하면, 내연 기관의 연소 챔버 내로 연료 분사를 행하기 전에, 상기 고압 펌프를 동작시킨다. 그리고 상기 고압 펌프의 동작 동안 초과시 연료 분사가 실행(enable)되는 압력 임계값 위로의 상기 압력 저장소 내 압력 축적이 지연되도록, 상기 압력 조정 수단을 제어한다.
본 발명의 원리는 내연 기관의 압력 저장소 내 안정적인 압력 축적이 고압 펌프가 무부하 상태(idle phase) 후 동작 준비 완료되고 최대 펌프 동력을 전달하는 것에 달려 있다는 것이다. 예를 들어 고압 펌프의 펌프 체적은 연료로 완전히 채워져야만 하고, 그리고, 특히 공압 동력 전송을 하는 고압 펌프의 경우, 구동 유닛들이 공압 유체로 채워져야 한다. 멀티-피스톤 정 변위 펌프(multi-piston positive displacement pump)와 같은 고압 펌프가 복수의 펌프 유닛들은 구비한다면, 전술한 이유로 단지 몇몇 펌프 유닛들만이 초대 동력을 전달하는 것이 처음에 발생할 수 있고, 그 결과 압력 임계값 위로의 상대적으로 빠른 압력 축적이 가능할 지라도, 제1 연료 분사 후에 압력 저장소 내 현저한 압력 저하가 나타난다. 이를 막기 위해서, 고압 펌프의 동작 동안 연료 분사를 실행하는 압력 임계값 위로의 상기 압력 저장소 내 압력 축적이 지연되도록, 본 발명에 따라서 압력 조정 수단을 제어한다. 이것은 연료 분사의 이른 실행을 억제하고 이로써 고압 펌프의 최대 동력 또는 완전한 동작 준비를 얻을 수 있다. 압력 임계값 위로의 압력 저장소 내 후속적인 압력 축적에 있어서, 제1 분사들의 시작 후에도 압력 저장소 내 압력이 안정적으로 유지될 수 있다. 압력 저장소 내 급격한 압력 저하와 이에 따른 불편한 시동 거동이 방지될 수 있다.
제2 항에 따른 본 방법의 일 실시예에서, 상기 지연 동안 압력 저장소 내 압력이 압력 임계값 아래에 위치한 압력값까지 증가하도록 압력 조정 수단을 제어한다.
본 발명의 이 실시예는 지연 동안에도 압력 저장소 내 특정한 압력 축적이 발생한다는 잇점을 제공한다. 따라서 지연 시간이 경과한 후에 압력이 압력 임계값 위로 보다 빠르게 증가할 수 있다. 이것은 연료 분사의 매우 빠른 실행과 내연 기관의 더 빠른 시동을 가능케 한다.
본 발명의 다른 실시예들에서, 압력 임계값 위로의 압력 축적은 제3 항에 따르면 상기 내연 기관의 기결정된 수의 rpm 사이클들까지 지연되고, 제4 항에 따르면, 기결정된 시간 구간까지 지연되고, 제5 항에 따르면, 고압 펌프의 기결정된 수의 동작 사이클들까지 지연된다. 여기서 제3 항에 따른 실시예는 특히 연료 펌프가 내연 기관의 크랭크축에 커플링되어 구동되는 내연 기관에 적용된다. 다른 한편 제4 항 및 제5 항에 따른 실시예들은 고압 펌프 자체가 구동기를 구비하는 내연 기관에 적용된다. 모든 경우들에서 간단한 방식으로 압력 축적의 지연이 제어될 수 있다.
제6 항에 청구된 본 방법의 일 실시예에서, 지연 구간(duration)은 온도에 따라서 결정된다.
연료의 점성 및 가능한 공압 유체의 점성은 온도 의존적이다. 따라서 저온에서 지연은 고온에서보다 더 길어야 한다.
제7 항에 청구된 본 방법의 다른 실시예에서, 압력 임계값 위로의 압력 축적이 최대가 되도록, 상기 지연 후에 압력 조정 수단을 제어한다.
본 방법의 이 실시예에 의하면 압력 임계값 위로의 가능한 가장 빠른 압력 저장소 내 압력 증가를 가능케 하고 이로써 분사의 빠른 실행이 가능해진다. 그 결과 시동 과정이 빠르게 행해질 수 있다.
제8 항에 따른 제어 장치는 제1 항에 따른 방법을 행할 수 있도록 구체화된다. 제9 항에 따른 내연 기관은 이러한 제어 장치를 포함한다. 양 경우들에서 청구항 제1 항에 주어진 잇점들을 참조할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 도면들에서:
도 1은 내연 기관의 도식적인 다이어그램이고,
도 2는 연료 용도의 고압 펌프의 도식적인 다이어그램이고,
도 3A 및 도 3B는 시동 과정 동안 압력 저장소 내 압력 특성을 나타내는 다이어그램들이고,
도 4는 내연 기관의 고압 시동을 행하는 방법을 나타내는 순서도이다.
연료 공급 시스템과 내연 기관(1)의 도식적인 다이어그램이다. 간명한 도시를 위하여 매우 단순화하여 다이어그램을 도시하였다.
내연 기관(1)은 하나 이상의 실린더(2)와 상기 실린더(2) 내에서 상하로 움직일 수 있는 피스톤(3)을 포함한다. 내연 기관(1)은 또한 후레쉬 에어가 흡입되는 흡입 개구(4)의 하류 방향으로 기단 센서(5)(air mass sensor), 쓰로틀 플랩(6)(throttle flap) 및 흡입관(7)(suction tube)이 배치된 흡입 트랙(induction tract)을 포함한다. 흡입 트랙은 실린더(2)과 피스톤(3)에 의해 범위가 정해지는 연소 챔버 쪽으로 통한다. 연소에 필요한 후레쉬 에어는 흡입 밸브(8)의 개폐에 의해 후레쉬 에어 공급이 제어되면서, 흡입 트랙을 통해 연소 챔버 쪽으로 유입된다. 여기서 도시된 내연 기관(1)은, 연소에 필요한 후레쉬 에어가 분사 밸브(9)에 의해 연소 챔버 내로 직접 분사되는 직접 연료 분사 방식의 내연 기관(1)이다. 연소 챔버 내로 함께 연장되는 스파크 플러그(10)(spark plug)는 연소 개시에 사용된다. 연소 배기 가스는 배기 밸브(11)에 의해 내연 기관(1)의 배기 가스 트랙(exhaust gas tract) 쪽으로 배출되고 배기 가스 트랙 내에 배치된 배기 가스 촉매 컨버터(12)에 의해 정화된다. 동력은 피스톤(3)에 커플링된 크랭크축(13)을 통해 자동차(미도시)의 동력계(power train)에 전달된다. 내연 기관(1)은 또한 냉각제 온도(T)를 탐지하는 냉각제 온도 센서(14), 크랭크 축(13)의 속도를 탐지하는 회전 속도 센서(15) 및 배기 가스 온도를 탐지하는 배기 가스 온도 센서(16)을 포함한다.
내연 기관(1)은 연료 탱크(17)와 연료 탱크(17)에 배치된 연료 펌프(18)를 특징으로 하는 연료 공급 시스템에 배정된다. 연료는 연료 펌프(18)에 의해 공급 라인(19)을 통해 압력 저장소(20)에 공급된다. 상기 저장소는 공통 압력 저장소(20)이고, 상기 공통 압력 저장소(20)로부터 복수의 실린더들(2)의 분사 밸브들(9)에 압력 하에서 연료가 공급된다. 또한 공급 라인(19)에는 연료 필터(21)와 고압 펌프(22)가 배치된다. 고압 펌프(22)는 연료 펌프(18)가 상대적으로 저압(약 3 bar)에서 전달한 연료를 압력 저장소(20)에 고압(일반적으로 150 bar에까지 이름)으로 공급하는 역할을 한다. 이러한 경우에서 고압 펌프(22)는 미도시된 별도의 구동기, 예를 들어 전기 모터에 의해 구동되거나 크랭크축(13)에 적절히 커플링되어 구동된다. 압력 저장소(20) 내 압력 제어 목적으로 압력 조정 수단(23), 예를 들어 압력 제어 밸브 또는 기단 제어 밸브가 상기 저장소 상에 배치되고, 압력 조정 수단(23)에 의해서 압력 저장소(20) 내 연료가 귀환 유동 라인(24)(return flow line)을 통해 공급 라인(19) 또는 연료 탱크(17) 쪽으로 환류될 수 있다. 또한 압력 저장소(20) 내 압력 모니터링 용도로 압력 센서(25)가 제공된다.
내연 기관(1)은 신호 및 데이터 라인에 의해 모든 액추에이터들과 센서들에 연결되는 제어 장치(26)에 배정된다. 제어 장치(26)에서 소프트웨어에 의해 엔진-맵-기초 모터 제어 기능들(engine-map-based motor control functions)(KF1 내지 KF5)이 실행된다. 센서들의 측정값들 및 엔진 맵 기초 모터 제어 기능들에 근거하여, 내연 기관(1)의 액추에이터들 및 연료 공급 시스템의 엑추에이터들에 제어 신호들이 보내진다. 이렇게 데이터 및 신호 라인들에 의해 제어 장치(26)가 연료 펌 프(18), 압력 조정 수단(23), 압력 센서(25), 기단 센서(5), 쓰로틀 플랩(6), 스파크 플러그(10), 분사 밸브(9), 냉각제 온도 센서(14), 회전 속도 센서(15) 및 배기 가스 온도 센서(16)에 커플링된다. 또한 제어 장치(26)는 시동(starter), 가스 페달 또는 ABS 센서들과 같은 도 1에 미도시된 다른 액추에이터들과 다른 센서들에 연결된다.
도 2는 고압 펌프(22)의 구동 유닛(27)의 예시적인 실시예의 도식적인 다이어그램이다. 고압 펌프(22)는 금속 벨로우즈(28)(metal bellows)에 의해 분리되는 두 영역들을 구비한다. 이 영역들은 고압 펌프(22)의 하우징(31) 내에 구체화된 연료측 전달 영역(29)(fuel-side delivery area)과 오일측 펌프 영역(30)(oil-side pump area)이다. 오일측 펌프 영역(30)은 구동 영역을 구비하고, 구동 영역에서 요동 판(33)(wobble plate)이 회전가능하게 지지된다. 요동 판(33)은 적절한 커플링 부재에 의해 예를 들어 미도시된 구동 벨트에 의해 내연 기관(1)의 크랭크축(13)에 커플링되어 (여기서는 단지 개략적으로만 도시), 그 결과 크랭크축(13)이 회전할 때 요동 판(33)의 회전 또한 나타난다.
오일측 펌프 영역(30)은 또한 피스톤-타입 플런저(36)(piston-type plunger)가 순방향 및 역방향 이동(양방향 화살표)하도록 배치된 원통형 캐비티(35)를 특징으로 한다. 원통형 플런저(36)는, 요동 판(33)의 회전으로 인해 캐비티(35) 내 플런저의 순방향 및 역방향 이동이 나타나도록, 요동 판(33) 상에 이동가능하게 장착 된 구동기 부재(37)에 연결된다. 전체 오일측 펌프 영역(30)은 동작 오일로 채워진다. 동작 오일은 저장 용기(미도시)로부터 공급 라인(38)을 통해 펌프 영역(30)으로 향해지고 귀환 라인(39)에 의해 저장 용기로 배출된다. 이 경우 동작 오일은 플런저(36)의 펌프 에너지를 금속 벨로우즈(28)에 전달할 뿐만 아니라, 오일측 펌프 영역(30) 내 모든 움직이는 부분들의 충분한 윤활을 보장한다.
연료측 전달 영역(29)은 금속 벨로우즈(28)가 수축하고 팽창할 수 있는 펌프 체적(40)을 구비한다. 여기서 금속 벨로우즈(28)는 오일측 펌프 영역(30)을 연료측 전달 영역(29)으로부터 확실하게 분리하는 역할을 한다. 이것은 동작 오일이 연료와 섞이지 않는 것을 보장한다. 금속 벨로우즈의 안쪽의 챔버가 동작 오일로 완전히 채워지므로, 이것이 공압 유체(pneumatic fluid)로서 기능하여, 피스톤 유형 플런저의 순방향 및 역방향 이동으로 인해 펌프 체적(40) 내 금속 벨로우즈의 상응하는 수축 및 팽창이 나타난다.
이미 전술한 바와 같이, 크랭크축(13)의 회전으로 인해 요동 판(33)의 회전과 펌프 영역 캐비티(35) 내 피스톤 유형 플런저(36)의 순방향 및 역방향 이동이 나타난다. 동작 오일은 공압 유체로서 기능하면서 금속 벨로우즈(28)의 캐비티(35) 내 피스톤 유형 플런저(36)의 순방향 및 역방향 이동이 전달 영역(29) 내 펌프 체적 내에서 수축 및 팽창되도록 한다. 이로써 금속 벨로우즈(28)의 수축(도 2에서 화살표의 오른쪽 방향)으로 인해, 탱크측 공급 라인(19)과 흡입 밸브(41)를 통해서 펌프 체적(40) 쪽으로 연료가 흡입되는 흡입 효과가 나타난다. 후속하는 금속 벨로우즈의 팽창에서, 흡입 밸브(41)가 닫히고 배출 밸브(42)를 통해 그리고 압력 저장소측 공급 라인(19)에 의해 압력 저장소(20)에 연료가 고압으로 공급된다. 고압 펌프(22)는 연료 펌프(18)가 저압으로 공급한 연료를 압력 저장소(20)에 고압으로 공급되도록 한다. 여기서 압력 저장소(20)는 압력 하에서 연료를 저장하는 저장소 역할을 한다.
내연 기관(1)이 장기간 무부하 상태(idle)에 있으면, 오일측 펌프 영역(30)로부터 배출 라인(39)을 통해 저장 용기 내로 동작 오일을 적어도 부분적으로 유출시킨다. 동시에 압력 저장소(20)의 방향으로 또는 연료 탱크(17)의 방향으로 내연 기관(1)이 장기간 동안 무부하 상태에 있으면, 펌프 체적(40)으로부터 펌프 영역(30)으로 연료를 환류시키는 것이 발생할 수 있다. 이 경우 펌프 체적(40)은 연료로 완전히 채워지지는 않을 것이다. 앞서 언급한 예에서 구동 영역(32)은 동작 오일로 완전히 채워지지는 않을 것이다. 따라서 복수의 이러한 구동 유닛들(27)을 구비한 고압 펌프(22)로 인하여, 펌프 영역(30) 내 동작 오일의 다른 채움 레벨들 및 전달 영역(29) 내 연료의 다른 채움 레벨들이 나타날 수 있다. 이 상태에서 고압 펌프(22)는 동작에 대해 완전히 준비되지는 않으며 최대 펌프 동력을 전달하지 않는다.
내연 기관(1)의 시동 과정에서, 미도시된 전기 시동기에 의해 크랭크축(13) 이 회전하기 시작한다. 크랭크축(13)의 회전으로 인해 고압 펌프(22)에서 요동 판의 회전이 나타나고 이로써 압력 저장소(20) 내 연료 압력의 축적이 나타난다. 직접 연료 분사 방식의 내연 기관(1) 내 고압 시동(high-pressure start)을 행하기 위해서는, 내연 기관(1)의 연소 챔버 내 제1 분사의 시작 전에 압력 임계값을 초과하여야만 한다. 압력 센서(25)에 의해서 제어 장치(26)에 의해 압력 저장소(20) 내 압력이 모니터링된다. 압력 임계값을 초과하는 경우에만 제어 장치(26)가 제1 분사를 가능케 하는 상응하는 신호를 발한다. 전술한 바와 같이 내연 기관(1)이 장시간 동안 무부하 상태에 있은 후에, 고압 펌프(22)가 즉시 그 최대 전달 동력을 생성하지 않는다는 것은 고압 시동 동안 내연 기관(1)의 불편한 시작 거동(uncomfortable start behavior) 및 지연의 위험이 있음을 의미한다. 도 3A를 참조하여 이러한 문제점을 보다 상세히 설명한다.
도 3A에 고압 시동을 행하기 위한 선행 기술로부터 알려진 방법에 있어서, 시간 t에 따른 압력 저장소(20) 내 압력 p이 다이어그램으로서 도시되어 있다. 이 방법에 따라서, 시간 t1에서 시동기에 의해 크랭크축(13)이 회전하기 시작하였을 때, 압력 저장소(20) 내 압력의 즉각적인 압력 축적이 나타난다. 그런데 고압 펌프(22)가 복수의 구동 유닛들(27)을 구비하면, 도 2에 도시한 것처럼, 이 구동 유닛들(27)이 동작 오일 또는 연료로 불균등하게 채워질 수 있다. 그 결과 시동기에 의한 크랭크축(13)의 회전 바로 직후에, 압력 임계값 PTHRES을 넘어서는 압력 저장 소(20) 내 압력의 가파른 증가가 나타날 수 있고 이로써 제1 분사의 신속한(rapid) 실행이 처음으로 발생할 수 있다. 그런데 이 시점에서 적시에 고압 펌프(22)의 모든 구동 유닛들(27)이 최대 펌프 동력에 도달하지는 못하기 때문에 제1 분사직후에 압력 저장소(20) 내 압력의 현저한 저하가 있을 수 있다. 따라서 압력 저장소(20) 내 압력 p이 상기 압력 임계값 PTHRES까지 다시 축적될 수 있는 시간까지 후속 분사들이 지연되어야만 한다. 이로써 불편한 시동 거동과 시동 과정의 지연이 나타난다.
본 발명에 따른 방법에 의해서 이러한 문제들이 해결된다. 도 3B의 다이어그램가 함께 도 4의 순서도를 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 도 3B는 시간 t에 따른 압력 저장소(20) 내 압력 p을 나타낸다.
본 방법은 예를 들어 내연 기관(1)의 점화가 스위치-온될 때, 단계 100으로 시작한다. 단계 101에서 냉각제 온도 센서가 냉각제 온도 T를 탐지한다. 결정된 냉각제 온도 T에 따라서, 단계 102에서 압력 임계값 pTHRES 위로의(via) 압력 저장소(20) 내 압력 축적의 지연을 끝내는 조건이 결정된다. 이 조건은 예를 들어 시동기의 액추에이팅 후에 기결정된 시간 구간, 크랭크축(13)의 기결정된 회전수들 또는 고압 펌프(22)의 특정한 수의 동작 사이클들로서 이해될 수 있다. 온도에 의존하는 동작 오일 및 연료의 점성 때문에 조건이 온도(T)에 의존한다. 따라서 저 온에서는 압력 축적의 더 긴 지연이 결과되고, 고온에서는 압력 축적의 매우 짧은 지연 또는 심지어 지연 없음이 결과된다.
단계 103에서 시동기가 액추에이팅되었는지를 또는 크랭크축(13)이 회전하고 있는지를 제어 장치(26)가 시험한다. 시간 t0에서 그러하다면 단계 104에서 압력 조정 수단(23), 즉 양 제어 밸브 또는 압력 제어 밸브를 제어 장치(26)가 제어하여서, 단계 105에서 지연을 끝내는 기결정된 조건이 충족되는 시간까지 압력 저장소(20) 내 압력이 압력 임계값 pTHRES 아래로 유지되도록 한다.
시간 t1'에서 조건이 충족된 후에, 단계 106에서 제어 장치(26)가 압력 조정 수단(23)을 제어하여서, 압력 임계값 pTHRES 위로의(via) 압력 저장소(20) 내 최대 압력 축적이 나타나도록 한다. 이것이 분사를 가능케 하고 고압 시동이 시작될 수 있다. 본 방법은 단계 107로 종료된다.
압력 임계값 pTHRES 위로의 압력 저장소(20) 내 연료 축적의 지연으로 인해, 내연 기관(1)의 모든 분사 밸브들(9)이 닫혀 있는 채로, 분사의 지연된 실행이 나타난다. 압력 저장소(20)로부터 공급 라인(19)으로의 또는 연료 탱크(17)로의 연료 환류가 결과되도록(도 1 참조), 제어 장치(26)가 압력 제어 밸브 또는 양 제어 밸브를 설정하여서 이것이 실현된다. 시동기에 의해 이러한 지연 동안 크랭크축(13)이 회전하므로, 고압 펌프(22)가 동작하고, 여기서, 모든 구동 유닛들(27)이 하나 이상의 동작 사이클을 행한다. 따라서 지연 동안 고압 펌프(22)의 모든 구동 유닛들(27)의 연료측 전달 영역(29) 및 오일측 펌프 영역(30)이 연료 또는 동작 오일로 완전히 채워지고 이로써 고압 펌프(22)가 완전한 동작 준비 및 최대 전달 동력에 이를 수 있는 충분한 시간이 존재한다. 단지 조건이 충족된 후에야 시간 t1'에서, 압력 저장소 내 빠른 압력 축적과 제1 분사의 빠른 실행이 결과될 수 있도록, 제어 장치(26)가 압력 조정 수단(23)을 제어한다. 또한 고압 펌프(22)가 이제 완전한 동작 준비 및 최대 전달 동력에 도달했다는 것은, 제1 분사들이 시작된 후에 압력 저장소(20) 내 압력 저하가 현저하게 더 작고 그 결과 후속 분사들이 빠르고 안전하게 행해질 수 있음을 의미한다. 이것은 내연 기관(1)의 전체적인 시동 거동을 크게 향상시킨다.
본 방법의 다른 실시예가 도 3B에서 점선으로서 도시되었다. 이에 따르면, 제어 장치(26)는, 지연 동안 압력 저장소(20) 내 압력이 압력 임계값 pTHRES 아래로 유지되도록 하면서, 압력 축적 동안 압력 저장소(20) 내 부분적인 압력 축적이 결과되도록 압력 조정 수단(23)을 제어할 수 있다. 부분적인 압력 축적은 지연을 끝내는 조건 충족 후에 압력 임계값 pTHRES 위로의 매우 빠른 압력 축적과 내연 기관(1)의 빠른 시동이 가능하다는 잇점을 제공한다.
도면 부호 리스트
1 내연 기관
2 실린더
3 피스톤
4 흡입 개구
5 기단 센서
6 쓰로틀 플랩
7 흡입관
8 흡입 밸브
9 분사 밸브
10 스파크 플러그
11 배기 밸브
12 배기 가스 촉매 컨버터
13 크랭크축
14 냉각제 온도 센서
15 회전 속도 센서
16 배기 가스 온도 센서
17 연료 탱크
18 연료 펌프
19 공급 라인
20 압력 저장소
21 연료 필터
22 고압 펌프
23 압력 조정 수단
24 귀환 유동 라인
25 압력 센서
26 제어 장치
27 구동 유닛
28 금속 벨로우즈
29 전달 영역
30 펌프 영역
31 하우징
32 구동 영역
33 요동 판
34 커플링 부재
35 캐비티
36 플런저
37 구동기 부재
38 공급 라인
39 배출 라인
40 펌프 체적
41 흡입 밸브
42 배출 밸브

Claims (9)

  1. 연료 탱크(17)로부터 압력 저장소(20)로의 연료 전달에 고압 펌프(22)를 사용하고, 상기 압력 저장소(20) 내 압력 제어에 압력 조정 수단(23)을 사용하는 내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법으로서,
    - 상기 내연 기관(1)의 연소 챔버 내로 연료 분사를 행하기 전에, 상기 고압 펌프(22)를 동작시키고, 그리고
    - 상기 고압 펌프(22)의 동작 동안 상기 압력 저장소(20) 내에 압력 임계값(pTHRES)-이 값을 초과할 경우 연료 분사가 실행(enable)됨-을 넘는 압력 축적이 지연되도록, 상기 압력 조정 수단(23)을 제어하는 것을 포함하는,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 압력 조정 수단(23)을 제어하는 것은,
    상기 지연 동안 상기 압력 저장소(20) 내 압력(p)이 상기 압력 임계값(pTHRES) 아래의 압력값까지 증가하도록 제어하는 것인,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 지연은 상기 내연 기관(1)의 기결정된 횟수의 회전 사이클들 동안 지속되는,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 지연은 기결정된 시간 구간 동안 지속되는,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 지연은 상기 고압 펌프(22)의 기결정된 횟수의 동작 사이클들 동안 지속되는,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 지연의 구간(duration)은 온도에 따라서 결정되는,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 압력 조정 수단(23)을 제어하는 것은,
    상기 압력 임계값(pTHRES) 위로의 압력 축적이 최대가 되도록, 상기 지연 후에 제어하는 것인,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하는 방법.
  8. 연료 탱크(17)로부터 압력 저장소(20)로의 연료 전달에 고압 펌프(22)를 사용하고, 상기 압력 저장소(20) 내 압력(p) 제어에 압력 조정 수단(23)을 사용하는 내연 기관(1)의 제어 장치(26)로서,
    - 상기 내연 기관(1)의 연소 챔버 내로 연료 분사를 행하기 전에, 상기 고압 펌프(22)를 동작시키고, 그리고
    - 상기 고압 펌프(22)의 동작 동안 상기 압력 저장소(20) 내에 압력 임계값(pTHRES)-이 값을 초과할 경우 연료 분사가 실행(enable)됨-을 넘는 압력 축적이 지연되도록, 상기 압력 조정 수단(23)을 제어하는 것을 포함하여,
    내연 기관(1)의 고압 시동을 행하도록 구체화된 내연 기관(1)의 제어 장치(26).
  9. 제8 항에 따른 제어 장치(26)를 포함하는 내연 기관(1).
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